A indústria de papel e celulose representa um dos mais expressivos setores industriais do mundo, sendo de grande importância para a economia mundial. Na América do Sul, devido à grande disponibilidade de recursos florestais, O Brasil e o Chile são os maiores produtores de celulose. O Brasil produz em torno de 6 milhões de toneladas de polpa por ano, dos quais 98% são branqueadas, segundo pesquisas da Unicamp (2004). A produção de papel passou por evoluções ao longo dos anos, que possibilitou o melhoramento da qualidade e velocidade de produção, fazendo com que este setor industrial gerasse um aumento na capacidade produtiva, acarretando um aumento do volume de resíduos gerados pela indústria de papel e celulose. O alto consumo de papel e seus métodos de produção endossam o rol das atividades humanas mais nocivas ao planeta. Para produzir 1 tonelada de papel são necessárias 2 a 3 toneladas de madeira, uma grande quantidade de água (mais do que qualquer outra atividade industrial) e muita energia (está em quinto lugar na lista das que mais consomem energia). O principal objetivo deste trabalho é apresentar resultados da avaliação, em laboratório, de propriedades físicas e mecânicas de misturas constituídas de solo, cal e resíduo da fabricação de papel, visando sua utilização na construção rodoviária. Os ensaios de compactação foram realizados na energia equivalente ao Proctor Normal e o comportamento mecânico das misturas foi avaliado mediante os resultados obtidos dos ensaios de compressão simples, compressão diametral e triaxial cíclico. Para a realização destes ensaios escolheram-se os teores de 0 e 40% de resíduo e os teores 0,5 e 10% de cal. Avaliou-se, também, a rigidez do material mediante o módulo tangente inicial (Eo) e módulo de resistência (Mr). Os corpos-de-prova foram ensaiados sem imersão e após imersão em água por 4 horas, decorridos 7 dias de cura em câmara úmida. Posteriormente, analisou-se a influência do tempo de cura para 0, 2, 7, 28 84 dias de permanência em câmara úmida. Para determinar a periculosidade do resíduo foram executados ensaios ambientais de lixiviação e solubilização. Os resultados mostraram que a adição do resíduo e a influência da água agiram como agentes redutores das propriedades mecânicas. Entretanto, as misturas de solo-cal e solo-resíduo-cal atendem às especificações técnicas da State of the art 5 - Lime stabilization (TRB, 1987), oferecendo uma solução viável para a utilização destas misturas na construção rodoviária. Observou-se, também, que o aumento do tempo de cura e teor de cal conduziu a valores crescentes de resistência e rigidez. Os ensaios ambientais realizados no solo, resíduo da fabricação de papel e na mistura solo-resíduo-cal foram essenciais para se obter parâmetros que permitam acompanhar o desequilíbrio que possa surgir no meio ambiente decorrente da aplicação deste resíduo em camadas de base e sub-base de pavimentos. / The paper and pulp industry represent one of the most expressive industrial sector around the world, being of great importance to the world economy. In South America, because of the wide forest resources, Brazil and Chile are the largest pulp-producing. Brazil produces around 6 million tons of pulp per year, among which 98% of the pulp are produced by the bleaching process, according to research from Unicamp (2004). The paper production has undergone changes through the years, which enabled the improvement of the quality and speed of production. It made that this industrial sector has an increase of productive capacity and of waste\'s volume produced for the paper and pulp industry. The high consumption of paper and its productions ways increase the contingent of human most harmful activities o the planet. To produce 1 ton of paper are necessary from 2 to 3 tons of wood, a lot of water (more than any other industrial activity) and a lot of energy (it is in the fifth place in the list of industries that consume more energy). The main goal of this paper is present results of assessment, in laboratory, of physical and mechanical properties of mixtures of soil, lime and residue from the manufacture of paper, for their use in road construction. The compaction tests were made in the equivalent energy to the normal Proctor and the mechanical behavior of the mixtures was evaluated on the strength of the results of tests for unconfined compressive strength, diametrical compression and cyclic loading triaxial. For these tests have been chosen the levels of 0 and 40% of waste and the levels 0,5 and 10% of lime. It was evaluated also the stiffness of the material by the initial tangent modulus (Eo) and resilient modulus (Mr). The samples were tested without immersion and after immersion in water for 4 hours, after 7 days of cure in a moist chamber. Subsequently, it was analyzed the influence of curing time for 0, 2, 7, 28 and 84 days of stay in a moist chamber. To determine the dangerousness of the residue were performed environmental testing of leaching and solubility. The results showed that the addition of waste and the influence of water acted as reducing agents of mechanical properties. However mixtures of soil-lime and soil-residue-lime meet the technical specifications of the State of the art 5 - Lime stabilization (TRB, 1987), providing a feasible solution to the use of such mixtures in road construction. Observed also that increasing the curing time and content of lime led to increasing values of strength and stiffness. The environmental testing conducted in the soil residue from the manufacture of paper and the mixture soil-residue-lime were essential for obtaining parameters for monitoring the imbalance that may arise in the environment resulting from the application of this waste in layers of base and sub base\'s pavements.

Este trabalho versa sobre a inspeção fratográfica por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a análise micro-química por Energia Dispersiva de Raios-X de superfícies de fratura de um compósito particulado de matriz metálica (CMM = liga AA356 + SiC) manufaturado por compofundição e submetido a diferentes classes de ensaios mecânicos, a saber, impacto Charpy, flexão quase-estática e fadiga fletiva. A fratografia por MEV em modo de imageamento por elétrons secundários se mostrou uma poderosa ferramenta na análise dos aspectos topográficos de CMM particulados fraturados, que se relaciona diretamente ao aporte de energia (ou ao nível de tensão desenvolvido) para a criação da superfície de fratura, independentemente do tipo de solicitação mecânica aplicada. Mecanismos de tenacificação em CMM, tais como descolamento, trincamento e arrancamento de partículas de SiC da matriz metálica AA356 foram prontamente identificados e documentados por esta modalidade MEV, e correlacionados ao desempenho mecânico dos materiais investigados. Aglomeração de partículas de SiC, assim como a presença de poros e/ou vazios se revelaram freqüentemente como variáveis determinantes do desempenho mecânico do CMM em ensaios dinâmicos, quase-estáticos e cíclicos. MEV em modo de imageamento por elétrons retro-espalhados se mostrou extremamente útil na identificação de partículas de SiC aflorando em superfícies de fratura do CMM quando o emprego de elétrons secundários não foi bem sucedido na tarefa. Micro-análise química por EDS permitiu o mapeamento dos elementos Fe e Cr, além de Mn, e possibilitou classificá-los como formadores de precipitados potencialmente fragilizantes do CMM. Esta técnica também assegurou a identificação de reticulados ricos em Si ao redor dos glóbulos de fase pró-eutética (alfa), os quais (reticulados) são altamente favorecedores de fraturas intergranulares. / This work focuses on the fractographic inspection by Scanning Electron Microscopy (SEM) and micro-chemical analysis by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) of fractured surfaces of a compocast particulate metal matrix composite (MMC = AA356 alloy + SiC) subjected to different classes of mechanical testing, namely, Charpy impact, quasi-static flexure and flexural fatigue. SEM fractography in secondary electron imaging mode has shown to be a powerful tool in analyzing topographic aspects of fractured particulate MMC, which are straightforwardly related to the energy apportion (or the developed stress level) to the fracture surface creation, regardless the applied mechanical loading type. Toughening mechanisms for MMC, such as SiC particle debonding, cracking and pulling-out from the metallic matrix AA356 alloy were promptly identified and documented through this SEM modality, and correlated to the mechanical performance of investigated materials. SiC particle clusters as well as pore and/or void presence were very often discovered as the main controlling variables of mechanical performance of MMC during dynamic, quasi-static and cyclic testing. SEM fractography in backscatted electron imaging mode has shown to be extremely useful on the identification of SiC particles emerging from fractured surfaces of MMC when secondary electron mode did not succeed in this task. EDS micro-chemical analysis allowed to map Fe and Cr, besides Mn, and permitted to classify them as potentially MMC-embrittling precipitated forming elements. This technique also assured the identification of Si-rich reticulated structure around pro-eutectic phase globules, which (reticulated structure) highly favors intergranular fracture.

Neste trabalho buscou-se propor e implementar um modelo de material capaz de prever o comportamento mecânico de estruturas em compósitos poliméricos reforçados (CPR). Inicialmente fez-se um levantamento bibliográfico sobre os modos de danificação intralaminar e falhas interlaminares bem como sobre formas de abordagem (analítica e numérica) para tratar esses problemas. Em seguida, foram apresentadas em detalhes as etapas experimentais executadas, descrevendo todo o procedimento de fabricação dos corpos-de-prova e os resultados obtidos a partir dos ensaios quase-estáticos de tração, compressão, cisalhamento e flexão. Com base nesses resultados e em informações provenientes da literatura, propõem-se alguns modelos de material que foram implementados em sub-rotinas FORTRAN. Tais modelos são posteriormente compilados em conjunto com um programa de elementos finitos (ABAQUS®) a fim de serem avaliados e terem seus parâmetros calibrados. Numa primeira fase, através de simulações computacionais dos ensaios de tração e compressão avaliou-se os modelos de material implementados. Numa segunda fase, os parâmetros foram calibrados tomando como base três estudos de caso (flexão, endentação e teste de impacto) envolvendo seqüências de empilhamento distintas. Após a simulação computacional desses estudos, apresentou-se a proposta de uma metodologia para avaliar problemas de impacto a baixa velocidade em estruturas laminadas. Conclui-se assim que o presente projeto de pesquisa traz contribuições inovadoras, mas também apresenta várias perspectivas de trabalhos futuros. / In this work, material models were proposed to predict the mechanical behavior of composite structures. First of all, it was done a study about damage intra-ply and inter-ply (delamination) on composite materials and about analytical and numerical approaches to solve problems of progressive damage on composite structures was performed. After, many specimens were manufactured and experimental tests (tensile, compression, shear and flexural tests) were carried out. Experimental results and information from literature were used to develop some material models, which were implemented using FORTRAN compiler. These material models were compiled with a commercial finite element program (ABAQUS®) in order to evaluate and calibrate parameters of the models. In the first step, computational simulations of tensile and compression test were carried out to evaluate material models implemented. In the second step, the parameters of the material models were calibrated using three case studies (flexural, indentation and impact test) with some staking sequences. After that, a methodology was proposed to evaluate impact problems on composite structures under low velocity. Therefore, this research project not only shows new contributions but also suggests many future investigations.

Os processos de reciclagem e produção de agregados reciclados provenientes de resíduos de construção e demolição (RCD) estão se consolidando no Brasil, mas o seu emprego não ocorre na mesma proporção. A utilização desses em pavimentação, principalmente em camadas de base e sub-base, é considerada mais conveniente que em outras áreas, visto que não necessita de procedimentos avançados de reciclagem e utiliza os mesmos processos construtivos que agregados já consagrados, como britas graduadas. Entretanto, as recomendações normativas existentes remetem à caracterização dos agregados, sendo que as alusões ao seu comportamento mecânico são idênticas às impostas para britas graduadas. Além disso, a literatura existente é limitada frente a outros materiais alternativos, o que implica restrições ao seu emprego. Buscando atenuar essas incertezas, essa pesquisa tem como objetivo analisar o comportamento mecânico de agregados reciclados provenientes de RCD, de modo a identificar suas principais características e fornecer parâmetros de anteprojeto para o dimensionamento de pavimentos que utilizam esse material como camadas de suporte. Para isso, a primeira etapa comportou uma análise dos processos de beneficiamento dos agregados reciclados, de modo a identificar como influem nas suas características, o que foi alcançado concomitantemente a segunda etapa, que consistiu na análise dos agregados por meio de ensaios específicos de caracterização física e química. A terceira e principal etapa baseou-se na análise do comportamento mecânico, que além da determinação em equipamentos convencionais, também utilizou um equipamento triaxial de grande porte que comporta corpos de prova de 25 x 50 cm, permitindo a utilização da distribuição a ser empregada em campo. Essa etapa iniciou pela análise da compactação, realizada com curvas granulométricas e modos de umedecimento distintos, onde os mais promissores foram escolhidos para verificar a influência do método de compactação, sendo ele dinâmico ou vibratório. Após essas determinações, a análise concentrou-se no módulo de resiliência, na resistência ao cisalhamento e na deformação permanente, sendo que as evoluções da deformação permanente foram classificadas segundo a teoria do Shakedown. Os resultados demonstraram que a compactação causa a quebra de agregados, porém essa é menor quando utilizada compactação dinâmica. Os RCD apresentaram bom comportamento em relação deformações elásticas, com módulo de resiliência semelhantes aos apresentados por britas. Dado a diminuição de partículas lamelares causada pela quebra durante o processo de compactação, os valores mais representativos do ângulo de atrito e do intercepto coesivo foram 41° e 60 kPa, respectivamente. As análises das deformações realizadas em multiestágios demonstraram que, se utilizados em pavimentos com baixo de volume de tráfego, para razões de tensões σd / σ3 < 2 e tensões desvio σd ≤ 210 kPa, bases compostas de RCD não vão desenvolver deformações plásticas iniciais excessivas e o material vai responder elasticamente. Além disso, essas bases estão seguras contra falhas de cisalhamento. Em suma, as análises indicam que os RCD podem ser utilizados como materiais para bases e sub-bases de pavimentos de baixo volume de tráfego, dando um destino nobre a uma matéria-prima renovável e facilmente encontrada, que na maioria das vezes é desperdiçada e cuja geração aumenta constantemente. / Construction and Demolition Waste (CDW) recycling processes are consolidating in Brazil, but their use does not occur in the same proportion. The application of such in pavement, especially in base and sub-base layers, it is considered more convenient than in other areas because it does not require advanced recycling procedures and using the same constructive processes which aggregates already established, as graded gravel. However, existing normative recommendations refer to the characterization of the aggregates, and the allusions to their mechanical behavior are identical to those imposed on graded gravel. Moreover, the existing literature is limited compared to other alternative materials, implying restrictions on its use. Seeking to mitigate these uncertainties, this research aims to analyze the mechanical behavior of recycled aggregates from CDW, in order to identify its main characteristics and provide parameters for draft design of pavements that using this material as a support layer. For this, the first step involved an analysis of the aggregates recycling procedures, in order to identify the influence of this process in their characteristics, which were concomitantly reached the second stage consisting in the analysis of aggregate by specific tests of physical and chemistry characterization. The third and main step was based on the analysis of mechanical behavior, which besides determining in conventional equipment also utilized a large triaxial device that carries specimens of 25 x 50 cm, allowing the use of the distribution to be employed in field. This step began by analyzing the compaction performed with gradation curves and distinct modes of moistening, where the most promising were chosen to investigate the influence of compaction method, either dynamic or vibration. After these determinations, the analysis focused on the resilient modulus, shear strength and permanent strain, and the evolution of permanent strain were classified according to the theory of Shakedown. The results showed that compaction causes the aggregates break, but this is less when used dynamic compaction. The CDW had good behavior relative elastic strains, with resilient modulus similar to those presented by gravel. Since the decrease of lamellar particles caused by breakage during the compaction process, the most representative values of the friction angle and cohesive intercept were 41° and 60 kPa, respectively. The analysis of the permanent strain carried out in multistage demonstrated that if used in pavements with low traffic volume, for reasons of stress σd / σ3 < 2 and deviator stress σd ≤ 210 kPa, compound bases CDW will not develop excessive initial plastic strain and the material will respond elastically. In addition, these bases are secure against shear failure. In essence, the analysis indicates that the CDW can be used as materials for bases and sub-bases of low volume traffic floors, giving a noble destiny to a renewable raw material and easily found that most of the time is wasted and whose generation is constantly increasing.

A aplicação prática de resíduos industriais, como cinza volante proveniente da queima de carvão, em bases e sub-bases de rodovias, é de grande interesse para engenheiros geotécnicos, uma vez que reduz o consumo de recursos naturais e oferece um destino a esses resíduos. Nesse sentido, esta dissertação de mestrado avalia o desempenho de misturas cinza volante-cal submetidas a condições climáticas extremas. Foram analisadas as propriedades resistência, rigidez e durabilidade de misturas de cinza volante (25%) com areia de Osório, comparando-se ciclos de molhagem-secagem com ciclos de congelamento-degelo. Para isso variou-se: o teor de cal hidratada (3%, 5%, 7%), o grau de compactação (14,0 kN/m³, 15,0 kN/m³, 16,0 kN/m³), a adição de 0,5% de cloreto de sódio (NaCl) como catalisador e a adição de 0,5% de fibras de polipropileno. Foi estudada a influência da temperatura (23°C e 40°C) em um período de 7 dias de cura, chegando-se à conclusão que o aumento de temperatura proporciona elevados ganhos de durabilidade por congelamento e degelo, resistência e rigidez, assim como a adição de sal e fibras de polipropileno Visando ampliar esta pesquisa foi proposta a troca da matriz da mistura (areia de Osório) por fresado (RAP) e a cal hidratada pela cal de carbureto. Para esse novo tipo de mistura, também foi realizado ensaios triaxiais para análise do comportamento tensão-deformação em relação a adição de 0,5% de NaCl, onde percebeu-se um aumento de 3,4° no ângulo de atrito e de 42,8 kPa no intercepto coesivo. As misturas de RAP e cal de carbureto obtiveram melhores resultados de resistência por compressão e durabilidade do que as misturas com areia de Osório e cal dolomítica, para a mesma temperatura de cura. Posteriormente constatou-se que a perda de massa acumulada após os referidos tipos de ciclos é controlada pelo índice porosidade (η)/teor volumétrico de cal (Liv), para ambas as misturas. Além disso, percebeu-se que menores perdas de massa acumulada foram obtidas para os ciclos de molhagem e secagem comparados aos ciclos de congelamento e degelo, tanto para as misturas com areia quanto para as misturas com RAP. / The practical application of industrial residues, such as coal fly ash, on bases and sub-bases of highways, is of great interest to geotechnical engineers, since it reduces the consumption of natural resources and gives a destination to these residues. In this sense, this master's thesis evaluates the performance of coal fly ash-lime mixtures under extreme climatic conditions. Was analysed the impact of the hydrated lime content (3%, 5%, 7%), the degree of compaction (14.0 kN/m³, 15.0 kN/m³, 16.0 kN/m³), the addition of 0.5% sodium chloride (NaCl) as a catalyst and the addition of 0.5% polypropylene fibers, on strength, stiffness and durability (comparing freezing-thawing to wetting-drying cycles), in fly ash mixtures (25%) with Osório sand. The influence of temperature (23 °C and 40 °C) in a period of 7 days of cure was also studied, this increase in temperature has been shown to provide high durability (for freezeing-thawing cycles), strength and stiffness gains, as well as addition of salt and polypropylene fibers. In order to extend this research, it was propose the exchange of the matrix’s mixture (Osório sand) by reclaimed asphalt paving (RAP) and lime hydrated by carbide lime For this new type of mixture, triaxial tests are also performed to analyze the stress-strain behavior in relation to the addition of 0.5% NaCl, where a 3.4° increase in the friction angle was observed, and 42.8 kPa in the cohesive intercept. The mixtures of RAP and carbide lime obtained better strength and durability results than mixtures with Osório sand and dolomitic lime, for the same cure temperature. Subsequently, It was verified that the accumulated loss of after these kinds of cycles is controlled by the index of porosity (η) / volumetric content of lime (Liv), for both mixtures. Besides that, lower losses of accumulated mass was observed for the wetting and drying cycles, compared to the freezing and thawing cycles.

Elementos estruturais como as placas finas fazem parte de um grande número de aplicações nas mais diversas áreas da engenharia e são de grande importância para a engenharia naval e aeronáutica, na construção de cascos de embarcações e estruturas offshore, e na construção de fuselagens de aviões. Por constituírem-se em um elemento estrutural esbelto, estão sujeitas a um comportamento mecânico diferenciado denominado de flambagem, proveniente de um carregamento de compressão uniaxial. O fenômeno da flambagem pode ser dividido em flambagem elástica e elasto-plástica, sendo dependente de aspectos dimensionais, construtivos e/ou operacionais. A inclusão de perfurações em placas provoca uma redistribuição de suas tensões internas, afetando não apenas a sua resistência, mas também as suas características de flambagem. Neste trabalho, desenvolveu-se a análise do comportamento mecânico de placas finas perfuradas de aço, simplesmente apoiadas em suas bordas, e submetidas à compressão. Serão analisados dois graus de liberdade: H/L e H0/L0. Para H/L, serão analisadas placas com H/L = 1,00 e H/L = 0,50, sendo que H e L representam, respectivamente, a largura e o comprimento da placa. Para H0/L0, serão analisadas infinitas possibilidades, sendo que H0 e L0 representam, respectivamente, a largura e o comprimento da perfuração. As placas utilizadas possuem espessura (h) de 10,00 mm e perfuração centralizada. Quanto às perfurações, estas serão dos tipos: oblonga longitudinal, oblonga transversal, elíptica, retangular, losangular, hexagonal longitudinal e hexagonal transversal. Ainda em relação às perfurações, serão consideradas as seguintes frações ϕ = 0,08; 0,10; 0,15; 0,20 e 0,25, sendo que (ϕ) corresponde ao volume da perfuração. Para a determinação das cargas crítica e última de flambagem, foi utilizada a simulação numérica com o auxílio do software Ansys®, que é baseado no método dos elementos finitos. A aplicação do método Design Construtal, possibilitou a determinação das geometrias ótimas para todos os tipos de perfurações, todos os valores de (ϕ) e para todas as relações de H/L. Os resultados obtidos mostram que há influência do tipo, da forma e do tamanho da perfuração na definição das curvas limites à flambagem e das curvas à flambagem elasto-plástica. Foi possível definir, para cada tipo de perfuração e para todos os valores de (ϕ), os pontos de transição entre a flambagem elástica e à elasto-plástica, assim como os pontos que definem os valores máximos para o fator TLNMáx (tensão limite normalizadora). / Structural elements such as thin plates are part of a large number of applications in various areas of engineering and are of great importance for marine and aerospace engineering, construction and offshore structures hulls, and the construction of airplane fuselages. Being a slender structural element, they are subject to a different mechanical behavior known as buckling, caused by a compressive loading. The phenomenon of buckling can be divided in elastic and elasto-plastic buckling, being dependent dimensional, construction and / or operational aspects. The inclusion of perforations in plates causes a redistribution of its internal stress, affecting not only their resistance but also their buckling characteristics. In this work it was performed the analysis of the mechanical behavior of thin perforated steel plates, simply supported on its edges, and subjected to compression. In the analysis it was considered two degrees of freedom: H/L and H0/L0. For H/L will be analyzed plates with H/L = 1.00 and H/L = 0.50, wherein H and L represent respectively the width and length of the plate. There are endless possibilities for the relation H0/L0. The studied plates have a thickness (h) of 10.00 mm and centralized perforation. The following types of perforation will be used: longitudinal oblong, transverse oblong, elliptical, rectangular, diamond, longitudinal hexagonal and transverse hexagonal. Also in relation to perforations, it will be considered the following fractions (ϕ = 0.08; 0.10; 0.15; 0.20 and 0.25), wherein (ϕ) corresponds to the volume ratio of the perforation. For determining the critical and ultimate buckling loads it was utilized numerical simulation with the assistance of Ansys® software, which is based on the finite element method. The application of the Constructal Design method of this study made it possible to determine the optimal geometries for all types of perforations, for all values of (ϕ) and all the relations H/L. The results show that there is an influence of the perforation type, shape and size, in defining the limit curves of the buckling and the curves of the elasto-plastic buckling. It was also possible to define, for each type of perforation and for all (ϕ) values, the transition points between elastic and elasto-plastic buckling; as well as the points that define the maximum values for the TLNMáx factor (normalized limit stress).

Orientador: Jorge Luís Akasaki / Resumo: O contexto mundial de preocupação em relação ao meio-ambiente, seu uso desenfreado e a emissão dos gases estufa, principalmente a emissão de dióxido de carbono destacou a importância da pesquisa para se buscar novas alternativas sustentáveis nos meios de produção, dentre eles se encaixa a indústria do cimento Portland. A proposta deste estudo é uma nova alternativa sustentável para a construção civil, estudando a cinza de folha de bambu (CFB) como material pozolânico para ser utilizado como substituição parcial do cimento Portland. A cinza de folha de bambu foi produzida através de um processo de autocombustão sem temperatura controlada, e foi caracterizada física e quimicamente através dos ensaios de Fluorescência de Raio – X (FRX), determinação do teor de sílica amorfa, Difratometria de Raio – X (DRX), Granulometria a Laser, Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (FESEM), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Analise Termogravimétrica (TGA). Sua reatividade foi analisada através dos ensaios de condutividade elétrica e pH, ensaio de Frattini e pastas de Cal/CFB e Cimento/CFB, as quais foram submetidas aos ensaios de FTIR, TGA e FESEM. Para avaliar sua influência na argamassa no estado fresco e endurecido, foram realizados os ensaios de índice de consistência e o ensaio de resistência à compressão, comparando-se as argamassas com substituição parcial do cimento à uma argamassa controle, sem adição mineral. Já a influência da ci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The global context of concern for the environment, its unrestrained use and emission of greenhouse gases, especially the emission of carbon dioxide, highlighted the importance of research to find new sustainable alternatives in the means of production, among them, the Portland cement industry. The proposal of this study is a new sustainable alternative for civil construction, studying bamboo leaf ash (BLA) as pozzolanic material to be used as partial replacement of Portland cement. The bamboo leaf ash was produced by a process of autocombustion without temperature control, and was characterized physically and chemically by means of X - Ray Fluorescence (FRX), determination of the amorphous silica content, X - Ray Diffractometry (XRD), Laser Granulometry, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The reactivity analysis was carried out by means of electrical conductivity and pH measurements, Frattini analysis and calcium hydroxide / CFB and Cement / CFB pastes, which were assessed by FTIR, TGA and FESEM analysis. In order to evaluate its influence on the mortar in the fresh and hardened states, the tests of consistency index and compressive strength were carried out, comparing mortars with cement partial replacement with a control mortar, without mineral addition. The influence of the ash on durability was analyzed by means of mercury intrusion porosimetry analysis (MIP) and acid ne... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os processos de reciclagem e produção de agregados reciclados provenientes de resíduos de construção e demolição (RCD) estão se consolidando no Brasil, mas o seu emprego não ocorre na mesma proporção. A utilização desses em pavimentação, principalmente em camadas de base e sub-base, é considerada mais conveniente que em outras áreas, visto que não necessita de procedimentos avançados de reciclagem e utiliza os mesmos processos construtivos que agregados já consagrados, como britas graduadas. Entretanto, as recomendações normativas existentes remetem à caracterização dos agregados, sendo que as alusões ao seu comportamento mecânico são idênticas às impostas para britas graduadas. Além disso, a literatura existente é limitada frente a outros materiais alternativos, o que implica restrições ao seu emprego. Buscando atenuar essas incertezas, essa pesquisa tem como objetivo analisar o comportamento mecânico de agregados reciclados provenientes de RCD, de modo a identificar suas principais características e fornecer parâmetros de anteprojeto para o dimensionamento de pavimentos que utilizam esse material como camadas de suporte. Para isso, a primeira etapa comportou uma análise dos processos de beneficiamento dos agregados reciclados, de modo a identificar como influem nas suas características, o que foi alcançado concomitantemente a segunda etapa, que consistiu na análise dos agregados por meio de ensaios específicos de caracterização física e química. A terceira e principal etapa baseou-se na análise do comportamento mecânico, que além da determinação em equipamentos convencionais, também utilizou um equipamento triaxial de grande porte que comporta corpos de prova de 25 x 50 cm, permitindo a utilização da distribuição a ser empregada em campo. Essa etapa iniciou pela análise da compactação, realizada com curvas granulométricas e modos de umedecimento distintos, onde os mais promissores foram escolhidos para verificar a influência do método de compactação, sendo ele dinâmico ou vibratório. Após essas determinações, a análise concentrou-se no módulo de resiliência, na resistência ao cisalhamento e na deformação permanente, sendo que as evoluções da deformação permanente foram classificadas segundo a teoria do Shakedown. Os resultados demonstraram que a compactação causa a quebra de agregados, porém essa é menor quando utilizada compactação dinâmica. Os RCD apresentaram bom comportamento em relação deformações elásticas, com módulo de resiliência semelhantes aos apresentados por britas. Dado a diminuição de partículas lamelares causada pela quebra durante o processo de compactação, os valores mais representativos do ângulo de atrito e do intercepto coesivo foram 41° e 60 kPa, respectivamente. As análises das deformações realizadas em multiestágios demonstraram que, se utilizados em pavimentos com baixo de volume de tráfego, para razões de tensões σd / σ3 < 2 e tensões desvio σd ≤ 210 kPa, bases compostas de RCD não vão desenvolver deformações plásticas iniciais excessivas e o material vai responder elasticamente. Além disso, essas bases estão seguras contra falhas de cisalhamento. Em suma, as análises indicam que os RCD podem ser utilizados como materiais para bases e sub-bases de pavimentos de baixo volume de tráfego, dando um destino nobre a uma matéria-prima renovável e facilmente encontrada, que na maioria das vezes é desperdiçada e cuja geração aumenta constantemente. / Construction and Demolition Waste (CDW) recycling processes are consolidating in Brazil, but their use does not occur in the same proportion. The application of such in pavement, especially in base and sub-base layers, it is considered more convenient than in other areas because it does not require advanced recycling procedures and using the same constructive processes which aggregates already established, as graded gravel. However, existing normative recommendations refer to the characterization of the aggregates, and the allusions to their mechanical behavior are identical to those imposed on graded gravel. Moreover, the existing literature is limited compared to other alternative materials, implying restrictions on its use. Seeking to mitigate these uncertainties, this research aims to analyze the mechanical behavior of recycled aggregates from CDW, in order to identify its main characteristics and provide parameters for draft design of pavements that using this material as a support layer. For this, the first step involved an analysis of the aggregates recycling procedures, in order to identify the influence of this process in their characteristics, which were concomitantly reached the second stage consisting in the analysis of aggregate by specific tests of physical and chemistry characterization. The third and main step was based on the analysis of mechanical behavior, which besides determining in conventional equipment also utilized a large triaxial device that carries specimens of 25 x 50 cm, allowing the use of the distribution to be employed in field. This step began by analyzing the compaction performed with gradation curves and distinct modes of moistening, where the most promising were chosen to investigate the influence of compaction method, either dynamic or vibration. After these determinations, the analysis focused on the resilient modulus, shear strength and permanent strain, and the evolution of permanent strain were classified according to the theory of Shakedown. The results showed that compaction causes the aggregates break, but this is less when used dynamic compaction. The CDW had good behavior relative elastic strains, with resilient modulus similar to those presented by gravel. Since the decrease of lamellar particles caused by breakage during the compaction process, the most representative values of the friction angle and cohesive intercept were 41° and 60 kPa, respectively. The analysis of the permanent strain carried out in multistage demonstrated that if used in pavements with low traffic volume, for reasons of stress σd / σ3 < 2 and deviator stress σd ≤ 210 kPa, compound bases CDW will not develop excessive initial plastic strain and the material will respond elastically. In addition, these bases are secure against shear failure. In essence, the analysis indicates that the CDW can be used as materials for bases and sub-bases of low volume traffic floors, giving a noble destiny to a renewable raw material and easily found that most of the time is wasted and whose generation is constantly increasing.

O conhecimento do comportamento mecânico do material é vital para a previsão da durabilidade e atendimento aos requisitos iniciais de projeto. Por meio de ensaios experimentais é possível mensurar esse comportamento e utilizar como parâmetro de entrada em simulações numéricas. Nesse ponto a temperatura altera significativamente as propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas do material. Testes de fadiga devem ser considerados na caracterização do material mesmo que um alto custo e tempo sejam necessários. Assim o objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento termo-mecânico do policloropreno em tração e fadiga. Este estudo se fez necessário para prever a durabilidade em diversas temperaturas em mancais de rolamento de cardans que exigem rigidez e durabilidade. A abordagem proposta consiste em formular equações constitutivas que considerem as constantes dependentes da temperatura para a situação estática (ensaio de tração) e dinâmica (ensaio de fadiga). Foram estudados 4 modelos constitutivos já consagrados na literatura. Corpos de prova normatizados foram utilizados para a avaliação experimental do material tanto em tração quanto em fadiga. Pode-se concluir que esta abordagem conseguiu modelar adequadamente o comportamento mecânico em ambas as situações estudadas. / Mechanical behavior of materials is vital for predicting durability and compliance with initial requirements of the project. Through experimental tests can measure this behavior and use as an input parameter in numerical simulations. At this point temperature significantly changes static and dynamic mechanical properties of the material. Fatigue tests should be considered in material characterization even if a high-cost and time are required. So the aim of this study is evaluate the thermo-mechanical behavior of polychloroprene in tension and fatigue. This study was necessary to predict durability in various temperatures in driveshafts of rolling bearings that requires rigidity and durability. The proposed approach is formulating constitutive equations to consider the dependent constant temperature for static situation (tensile test) and dynamic (fatigue test). Four constitutive models already established in literature were studied. Standardized test specimens were used for the experimental evaluation of the material both in tension and in fatigue. It can be concluded that this approach could adequately model the mechanical behavior in both cases studied.

Elementos estruturais como as placas finas fazem parte de um grande número de aplicações nas mais diversas áreas da engenharia e são de grande importância para a engenharia naval e aeronáutica, na construção de cascos de embarcações e estruturas offshore, e na construção de fuselagens de aviões. Por constituírem-se em um elemento estrutural esbelto, estão sujeitas a um comportamento mecânico diferenciado denominado de flambagem, proveniente de um carregamento de compressão uniaxial. O fenômeno da flambagem pode ser dividido em flambagem elástica e elasto-plástica, sendo dependente de aspectos dimensionais, construtivos e/ou operacionais. A inclusão de perfurações em placas provoca uma redistribuição de suas tensões internas, afetando não apenas a sua resistência, mas também as suas características de flambagem. Neste trabalho, desenvolveu-se a análise do comportamento mecânico de placas finas perfuradas de aço, simplesmente apoiadas em suas bordas, e submetidas à compressão. Serão analisados dois graus de liberdade: H/L e H0/L0. Para H/L, serão analisadas placas com H/L = 1,00 e H/L = 0,50, sendo que H e L representam, respectivamente, a largura e o comprimento da placa. Para H0/L0, serão analisadas infinitas possibilidades, sendo que H0 e L0 representam, respectivamente, a largura e o comprimento da perfuração. As placas utilizadas possuem espessura (h) de 10,00 mm e perfuração centralizada. Quanto às perfurações, estas serão dos tipos: oblonga longitudinal, oblonga transversal, elíptica, retangular, losangular, hexagonal longitudinal e hexagonal transversal. Ainda em relação às perfurações, serão consideradas as seguintes frações ϕ = 0,08; 0,10; 0,15; 0,20 e 0,25, sendo que (ϕ) corresponde ao volume da perfuração. Para a determinação das cargas crítica e última de flambagem, foi utilizada a simulação numérica com o auxílio do software Ansys®, que é baseado no método dos elementos finitos. A aplicação do método Design Construtal, possibilitou a determinação das geometrias ótimas para todos os tipos de perfurações, todos os valores de (ϕ) e para todas as relações de H/L. Os resultados obtidos mostram que há influência do tipo, da forma e do tamanho da perfuração na definição das curvas limites à flambagem e das curvas à flambagem elasto-plástica. Foi possível definir, para cada tipo de perfuração e para todos os valores de (ϕ), os pontos de transição entre a flambagem elástica e à elasto-plástica, assim como os pontos que definem os valores máximos para o fator TLNMáx (tensão limite normalizadora). / Structural elements such as thin plates are part of a large number of applications in various areas of engineering and are of great importance for marine and aerospace engineering, construction and offshore structures hulls, and the construction of airplane fuselages. Being a slender structural element, they are subject to a different mechanical behavior known as buckling, caused by a compressive loading. The phenomenon of buckling can be divided in elastic and elasto-plastic buckling, being dependent dimensional, construction and / or operational aspects. The inclusion of perforations in plates causes a redistribution of its internal stress, affecting not only their resistance but also their buckling characteristics. In this work it was performed the analysis of the mechanical behavior of thin perforated steel plates, simply supported on its edges, and subjected to compression. In the analysis it was considered two degrees of freedom: H/L and H0/L0. For H/L will be analyzed plates with H/L = 1.00 and H/L = 0.50, wherein H and L represent respectively the width and length of the plate. There are endless possibilities for the relation H0/L0. The studied plates have a thickness (h) of 10.00 mm and centralized perforation. The following types of perforation will be used: longitudinal oblong, transverse oblong, elliptical, rectangular, diamond, longitudinal hexagonal and transverse hexagonal. Also in relation to perforations, it will be considered the following fractions (ϕ = 0.08; 0.10; 0.15; 0.20 and 0.25), wherein (ϕ) corresponds to the volume ratio of the perforation. For determining the critical and ultimate buckling loads it was utilized numerical simulation with the assistance of Ansys® software, which is based on the finite element method. The application of the Constructal Design method of this study made it possible to determine the optimal geometries for all types of perforations, for all values of (ϕ) and all the relations H/L. The results show that there is an influence of the perforation type, shape and size, in defining the limit curves of the buckling and the curves of the elasto-plastic buckling. It was also possible to define, for each type of perforation and for all (ϕ) values, the transition points between elastic and elasto-plastic buckling; as well as the points that define the maximum values for the TLNMáx factor (normalized limit stress).