O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação do teor de umidade no valor do índice de suporte CBR de uma brita estabilizada granulometricamente e de seis solos coletados em rodovias do interior do Estado de São Paulo. Os seis solos estudados foram divididos em três pares, com curvas granulométricas próximas, mesma classificação HRB e USCS, sendo cada par formado por um solo de comportamento laterítico e um solo de comportamento não-laterítico. Os corpos-de-prova foram moldados na umidade ótima e massa específica seca máxima obtidos com os resultados do ensaio de Proctor normal. Os materiais foram analisados sob quatro condições de umidade: sem imersão, após alcançar metade da umidade de estabilização, após quatro e oito dias de imersão. Observou-se a distribuição da umidade interna dos corpos-de-prova para cada uma das situações. Foi analisada a influência do envelhecimento dos materiais solto e compactado por quatro dias e sem imersão, nos resultados dos ensaios de CBR. Com os resultados pôde-se correlacionar a influência da granulometria e da gênese dos materiais nos resultados dos ensaios de índice de suporte CBR nas diversas condições de umidade avaliadas. / The aim of this dissertation is to evaluate the variation influence of the moisture content on the value of the CBR support index of a granulometrically stabilized crushed stone and six soils. The soils studied were divided into three pairs with similar particle size distribution curves and same HRB and USCS classification. Each pair is formed by a soil of lateritic and non-lateritic behaviors. The specimens were moulded in the optimum moisture content and maximum dry density obtained from the results of the standard Proctor tests. The materials were analysed under four moisture conditions: without immersion, after reaching half of the stabilization moisture, and after four and eight days of immersion. The internal moisture distribution of the specimens was observed for each situation. The internal distribution moisture was observed for each situation. The influence of the aging of the loose and compacted materials was analysed for four days without immersion in the test results of CBR. According to the results it was possible to correlate the influence of both granulometry and genesis of the materials on test results of CBR support index in the diverse moisture conditions evaluated.

Para o presente trabalho, três testemunhos foram amostrados nos manguezais João Cardoso (JC), Ipaneminha (IPA) e Perequê (PE), localizados na face norte da llha do Cardoso. Estudo interdisciplinar envonveldo descrições faciológica, análise granulométrica, datação 14C, análises isotópicas e elementares de C e N e palinologia foram realizados com o objetivo de descrever a evolução sedimentar e da vegetação, com inferâncias climáticas. Entre 250 a 166 cm, o testemunho JC é composto de areia média creme-acinzentada base gradando para areia muito-fina cinza, com idades de 33.000 (198cm) e 29.400 anos cal. A.P. (166cm), carbono orgânico total (COT) de 0,044 a 0,633%, nitrogênio total (NT) de 0,002 a 0,017%, C/N de 7 a 30, \'delta\'13C de -18,49 a -24,46%o e \'delta\'15N de 2,48 a 8,13%o), indicativos de matéria orgânica terrestre de plantas C3 e C4 e algas/fitoplâncton. A palinologia mostra predomínio de elementos arbóreos dos táxons Alchornea, Drymis, Ilex, Myrsine, Myrtaceae, Podocarpus e Weinmannia (até 10%, cada) e esporos de Cyathea e Polypodiaceae (30%), característico de clima frio e úmido. De 166 a 70 cm a fácies apresenta areia média com estratificação cruzada plano-paralela marcada por areia/argila cinza escura, indicando ambiente praial de inframaré. Esta camada representa um hiato de ~27.000 anos cal. A.P. de sedimentação original, provavelmente erodidos durante transgresão Santos. Os testemunhos IPA e PE apresentam camada semelhante, iniciando na base (170 e 140cm, respectivamente), até aprox. 60 cm. A 163 cm no testemunho IPA foi obtida idade de ~2200 anos AP e ausência de palinomorfos. Sobre a camada da areia, nos três testemunhos, depositam-se sedimentos arenosos/argilosos bioturbados, com abundantes fragmentos/raízes vegetais e conchas. A partir de ~850 anos cal. A.P. (testemunho IPA - 50cm), a variação nos valores elementares e isotópicos de C e N indicam a substituição do predomínio de M.O. fitoplanctônica para M.O. de plantas C3, ainda com influência do fitoplâncton (COT: 0,15 a 12,8%; NT: 0,01 a 0,48%; \'delta\'13C: - 21,00 até - 29,00%o; \'delta\'15N: 8,00 a 3,40%o). A palinologia mostra um padrão semelhante nos três testemunhos. Os táxons Alchornea, Arecaceae, Fabaceae, Hedyosmum, Myrsine, Myrtaceae, Podocarpus, Sloanea, Weinmannia são os mais representativos entre os arbóreos (até 10%). Esporos de Cyathea e Polypodium e grãos de pólen de Poaceae e Cyperaceae correspondem a aprox. 30% da soma total, pouco variando. Estes valores indicam a presença das formações da Floresta Atlântica e da Restinga na região durante todo o período. O táxon Rhizophora sofre aumento neste período de 5 para até 22% nos dias atuais. Infere-se presença de manguezal na região e seu subsequente estabelecimento no local. Palinoforaminíferos e dinocistos são abundantes (até 15%) na base da camada, diminuindo em frequência para o topo (4%). Estes dados mostram uma progressiva diminuição na influência marinha, evoluindo de ambientes intermaré para ambiente de supramaré, devido à redução do nível marinho local durante o Holoceno tardio. Estes dados contribuem para o entendimento da evolução paleoambiental no litoral sul do Estado de São Paulo desde o Pleistoceno Tardio / For the present work, three cores where sampled on the \"João Cardoso (JC)\", \"Ipaneminha (IPA)\" and \"Perequê (PE)\" mangroves, located at the northern face of the Cardoso Island. A interdisciplinary study involving facies, radiocarbon dating, elementary and isotopic carbon and nitrogen, granulometric and palynological analysis were carried with the objective of describing the vegetation and sedimentary evolution, with climatic inferences. Between 250 and 166 cm, the JC core is primarily constituted by grayish medium sand progressing to very fine sand, with ages of ~33.000 (198cm) and ~29.450 (166) cal yr AP. Total Organic Carbon (TOC) of 0,044% to 0,633%, Total Nitrogen (NT) of 0,001 to 0,017%, C/N ratios of 7 to 30, \'delta\'13C of -18,49 to -24,46%o and \'delta\'15N of 2,48 to 8,13%o indicates mixture of C3and C4 terrestrial plants and phytoplantonic sources. Palynology show predominance of the arboreal elements Alchornea, Drymis, Ilex, Myrsine, Myrtaceae, Podocarpus e Weinmannia (up to 10% of total, each) , Cyathea and Polypodium spores (up to 20%), caracteristic of humid and cold climate. From 166 to 70 cm the facies show plane-paralell cross-bedded stratification marked by dark gray medium sand, indicating an inter-tidal environment. This layer represents a hiatus of ca. ~27.000 yr of original sedimentation, probably eroded on the Santos marine transgression. Cores IPA and PE presents similar facies at their bases (170 and 140 cm, respectively) up to near 60 cm. At 163 cm, the IPA core shows age of ~2.000 cal yr AP, and no palynomorphs. On top of this sandy facies are layers of sandy/silty/clayey bioturbated sediments, with an abundance of root, shells and plant debris. Since . ~850 cal yr AP, the isotopic and elementary values show a gradual substitution of the phytoplanctonic source of the sedimentary organic matter to a terrestrial C3 plant source on the three cores. Palynology also shows a similar pattern between the three records?, with Alchornea, Arecaceae, Fabaceae, Hedyosmum, Myrsine, Myrtaceae, Podocarpus, Sloanea, Weinmannia taxons the most well represented between the trees, with Cyathea e Polypodium, Poaceae e Cyperaceae with up to 30% of the total. These are characteristic of the Pluvial and sandbank forests. Rhizophora show an increase in this period from 5 to 22%, indicating the establishment and evolution of the mangrove vegetation on the area since ~850 cal yr AP. Palinoforaminifera and dinocyst show a diminishing pattern (from 15 to 4%) through this period, indicating a progressive decrease of the marine influence at the area, evolving an intertidal to a supratidal zone, following a decrease of local sea level during the late Holocene. This data contributes to a better understanding of the late Pleistocene environment evolution in the southeastern Brazilian coast

Le but de ce travail de thèse est l'étude et la réalisation de sources laser de haute cohérence à semi-conducteurs III-V basées sur la technologie Vertical-External-Cavity-Surface-Emitting-Laser (VeCSEL) à puits quantiques (matériaux InGaAs/GaAs/AlGaAs), émettant dans le proche-IR sur des modes transverses du type Laguerre Gauss (LG) et Hermite Gauss (HG) d'ordre supérieur. Ces modes ont des structures de phase, d'amplitude et de polarisation complexes qui leur vaut souvent l'appellation de 'lumière complexe' ou 'structurée'. Nous mettrons l'accent particulièrement sur les modes LG possédant un moment angulaire orbital, et sur une source contrôlant le spin du photon. Ce type de sources laser présente un grand intérêt pour le développement de systèmes ou capteurs optiques dans différents domaines, tels que les télécommunications, les pinces optiques, et le piégeage et le refroidissement d'atomes, ainsi que la métrologie optique.Nous sommes amenés à étudier les modes propres des cavités optiques de haute finesse. Nous décrivons ces modes suivant les trois "axes" définissant l'état de photon: distributions longitudinal (fréquentiel), transverse (spatial) et de polarisation. Pour chacun de ces trois axes nous étudions les ingrédients physiques qui régissent la formation des modes, et développons les outils théoriques nécessaires à la manipulation et le calcul des états propres dans des cavités modifiées.Dans une seconde étape, puisque la sélection de modes dans une cavité laser passe par l'interaction matière-rayonnement, nous nous penchons sur la dynamique de ces systèmes en écrivant les équations de Maxwell-Bloch pour notre laser. Ces équations nous permettent d'étudier le rôle de la dynamique temporelle dans la sélection des modes lasers et le chemin vers l'état stationnaire. Nous nous appuyons sur ces modèles pour expliquer certaines questions non/mal comprises, et qui mènent parfois à des interprétations erronées dans la littérature scientifique, notamment la sélection spontanée du sens de rotation du front de phase dans les modes vortex.Une partie de ce travail est consacré au développement et la caractérisation d'une technologie à semiconducteurs III-V, qui permet de sélectionner efficacement un mode laser donné, dans la base propre. Nous développons une approche basée sur des méta-matériaux intégrés à la structure de gain (le 1/2-VCSEL) et qui agit comme un masque de phase et d'amplitude. Nous nous appuyons sur cette technologie pour réaliser une cavité laser qui lève la dégénérescence des modes vortex contrarotatif et brise légèrement leur symétrie, ces deux étapes sont cruciales pour pourvoir sélectionner la charge et le signe du vortex généré et stabilisé. Afin de contrôler les modes de polarisation nous étudions les propriétés de polarisation de la cavité et du milieu à gain à puits quantique : la biréfringence, le dichroïsme, et le temps de spin flip dans les puits quantiques. Nous exploitons ces paramètres pour générer les états de polarisation désirés : linéaire stable, circulaire avec un moment angulaire de spin contrôlé par le spin de pompage. À la fin nous présentons la conception et la réalisation d'un capteur laser sous rétro-injection optique (self-mixing) pour la vélocimétrie linéaire et rotationnelle, en utilisant une source laser émettant sur un mode vortex. Ce capteur montre un exemple de mesure inaccessible avec un laser conventionnel. Il tire profit des propriétés uniques des modes vortex pour mesurer simultanément la vitesse linéaire et angulaire des particules. Nous finirons cette partie par l'étude d'un autre design de capteur laser possible pour la granulométrie, utilisant d'autres types de modes laser générés dans ce travail. / The goal of this PhD thesis is the study, design and the development of highly coherent III-V semiconductor laser sources based on multi-quantum wells (InGaAs/GaAs/AlGaAs) Vertical-External-Cavity-Surface-Emitting-Laser (VeCSEL), operating in the near infra-red (IR), and emitting high order Laguerre-Gauss (LG) and Hermite-Gauss (HG) modes. These modes, usually called ‘complex' or ‘structured' light, have a complex wavefronts, amplitudes and polarizations structures. We especially focus on lasers with modes carrying OAM, and also on sources with controlled photon's spin. These modes are of great interest for the development optical systems in several fields, such as telecommunications, optical tweezers, atom trapping and cooling, and sensing applications. We need to study the light eigenstates in high-finesse laser cavities, we describe these eigenstates with respect to the three axis of the light that define the photon state: longitudinal (frequency), transverse (spatial), and polarization. For each one of these axis, we study the physical ingredients governing mode formation, and develop the theoretical tools required for the calculation of the eigenmodes in non-conventional cavities.In a second step, as the mode selection in a laser involves light-matter interaction, we focus on dynamic study by writing the semi classical Maxwell-Bloch equations for our lasers. These equations allow us to study the role of temporal dynamics in laser mode selection, as well as the path the steady state. We use these theoretical models to explain some none /poorly understood questions, and which lead sometimes to erroneous interpretations in the scientific literature. We see in particular the question of the spontaneous selection of the wavefront handedness in vortex modes. We also address the development and the characterization of a III-V semiconductor based technology that enables us to efficiently select the wanted mode in the eigenbasis. We adopt an approach based on metamaterials integrated on the semiconductor gain structure (1/2- VCSEL) that play the role of a phase and amplitude mask. We use this technology to build a laser cavity that lifts the degeneracy and breaks the symmetry between vortex modes with opposite handedness. These two effects are of paramount importance when one wants to select a vortex mode with a well-defined charge and handedness. In order to control the polarization modes, we study the polarization properties of the optical cavity and the quantum-well based gain medium: the birefringence the dichroism, and the spin-flip time in the quantum wells. We make use of these elements to generate the wanted polarization states: stable linear, and circular carrying an angular momentum controlled via the pump spin. In the end, we present the design and building of a feedback laser sensor (self-mixing) for linear and rotational velocimetry, using a laser source emitting a vortex beam. This sensor shows an example of a measurement inaccessible using conventional laser sources. It takes advantage of the orbital angular momentum of the vortex beam to measure both translational and rotational velocities using the Doppler effect. We end this part by presenting other possible sensor designs for particle sizing, using other exotic modes generated in this work.

Manguezais são formados por grupos de árvores e arbustos que se desenvolvem na zona de intermarés de regiões tropicais. Este ecossistema ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental, apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, através do preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha. O conhecimento da distribuição de partículas e dos minerais constituintes da assembléia mineralógica dos solos em ambiente de planícies estuarinas, auxilia na compreensão de processos de sedimentação e geoquímica dentro dos estuários. O trabalho foi realizado nos manguezais distribuídos ao longo do litoral do Estado de São Paulo, e objetivou-se caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e o processo de evolução quaternária, determinar qualitativamente e semiquantitativamente a assembléia mineralógica e estudar em detalhe os tipos de esmectitas presentes nesses solos. Para tanto foram coletadas amostras de solos de 14 manguezais nas camadas de 0-20 e 60-80cm e de sedimento em suspensão do Rio Ribeira de Iguape, além de amostras de diferentes profundidades para datações. Determinaram-se as frações, argila, silte, areia total e 5 frações da areia, foram realizadas datações 14C por cintilação líquida e AMS na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo. As análises mineralógicas foram realizadas na fração silte e argila e no sedimento em suspensão através de DRX, IV, MET, MEV com microanálise, ATD e ATG, realizou-se também o teste de Greene- Kelly para identificar o tipo de esmectitas presentes nesses solos. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que os solos dos manguezais do Estado de São Paulo podem apresentar diferentes texturas desde arenosa até muito argilosa, freqüentemente contêm altos teores de silte e todos têm idade holocênica, oscilando entre 410 anos A.P. e 3.700 anos; a distribuição de partículas está relacionada à morfologia atual do estuário e à natureza dos sedimentos costeiros adjacentes; a assembléia mineralógica da fração fina dos solos é constituída de pirita, nontronita, caulinita, illita, gibbsita, quartzo, feldspato, e localmente ocorrem goethita, vermiculita, biotita, halloysita e anatásio; os minerais alóctones são de origem continental e marinha; a distinção entre os cenários geomorfológicos ao longo do litoral condiciona a distribuição de minerais, e ainda foi inferido que ocorre neoformação de esmectita e de caulinita, e que o processo de oxidação de matéria orgânica nesses solos pode estar utilizando o Fe3+ da nontronita como receptor de elétrons. / Mangroves are formed by groups of trees and shrubs that develop in the intertidal zone of tropical regions. This ecosystem to establish in the interface of both marine and continental environment, present its formation related to the sea-level fluctuations during the quaternary period, where the terrigenous and marine sediments are deposited in rivers valleys, edges of lagoons and bays. The knowledge of both particle distribution and minerals constituent of soils in estuarines areas, can aid to understand the processes of sedimentation and geochemistry in this site. This study was carried out with mangroves distributed along the São Paulo State coast, and aims to characterize the sedimentary environments in accordance with grain size and process of quaternary evolution, to determine qualitatively and semiquantitatively the mineralogical assemblage and to identify the smectites types in these soils. Samples were collected from 14 mangroves soils at the layers 0-20 and 60-80cm, and also was collected sediment in suspension of the Ribeira de Iguape River, and samples of different depths for dating. The clay, silt and total sand sizes and 5 sand fractions were determined, radiocarbon dating were carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of the soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains. The mineralogical analyses were carried out by XRD, FTIR, TEM, SEM, DTA and GTA in silt and clay sizes and in the sediment in suspension, also was made the Greene-Kelly test to identify the smectites type. According to the results we concluded that the mangroves soils from São Paulo State have different textures varying from sandy up to very clay, also occuring high silt contents. All the mangroves are holocenic, with ages varying from 410 yr B.P. to 3,700 yr; the particle distribution is related to the current geomorphological setting of the estuary and the origin of coastal sediments. The mineralogical assemblage is constituted of pyrite, nontronite, kaolinite, illite, biotite, gibbsite, quartz, feldspars, and locally occurs goethite, vermiculite, halloysite and anatase; the aloctones minerals are from both the terrigenous and marine origin; the difference between geomorphological settings along the coastal plain rules mineral distribution, and still it was inferred the neoformation of esmectita and kaolinite and that the process of organic matter mineralization in these soils may be using Fe3+ from nontronite as an electron acceptor.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de Andreia Carvalho dos Santos.pdf: 2260427 bytes, checksum: 6e702fa77321abfe2d33e92c7bc60b8f (MD5) Previous issue date: 2011-07-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Baía de Vitória (ES) abrange um sistema estuarino importante, contendo um dos complexos portuários mais importantes do país. As atividades portuárias associadas à intensa urbanização causam prejuízos ambientais para a região, incluindo constantes dragagens e aterros. A principal fonte de contaminação na região é o lançamento de esgoto da drenagem continental. O presente trabalho caracteriza os sedimentos de alguns pontos da baía quanto à localização, granulometria e toxicidade visando contribuir para a análise da legislação sobre monitoramento do sedimento em eventos de dragagem. Durante a remobilização, o sedimento é ressuspenso juntamente com os contaminantes para a coluna d água podendo gerar impactos tanto no local dragado como no de disposição. Para avaliar a toxicidade do sedimento com diferentes granulometrias foram realizados monitoramentos, incluindo ensaios ecotoxicológicos agudos com a bactéria Vibrio fischeri e crônicos com a microalga Skeletonema costatum. As análises físico-químicas e os testes com Skeletonema costatum foram feitos com elutriato e os testes com Vibrio fischeri com água intersticial. Foram selecionados 9 diferentes pontos de coleta de sedimento com diversos teores de areia e de lama. Os resultados obtidos com os ensaios ecotoxicológicos indicaram correspondência entre a toxicidade do sedimento e a proximidade com as fontes de contaminação. Porém, o mesmo não ocorreu para a relação teor de lama e contaminação. Alguns pontos de coleta, embora o percentual de lama fosse baixo (≤ 10%), apresentaram toxicidade, o que contribui para uma discussão sobre as diretrizes e procedimentos da Resolução Conama 344/04. Sendo assim, foi verificado que não se pode destituir de monitoramento o sedimento de um estuário ou baía apenas pela granulometria - independente do volume a ser dragado - sem se referir à questão da contaminação e da proximidade de fontes de contaminação / The Bay of Vitória (ES, Brazil) comprises an important estuarine system and one of the most significant port complexes in Brazil. Port activities along with intense urbanization are responsible for environmental damages in the area, including constant dredging and landfills. The main source of contamination in the area is sewage dumping from continental drainage. This study characterizes sediments from some points of the bay according to location, granulometry, and toxicity in order to contribute to analyzing the laws regulating sediment monitoring during dredging events. During remobilization, sediment is resuspended with contaminants to the water column, which can cause impacts on both dredged and disposal areas. Sediment toxicity with different grain sizes was assessed through acute ecotoxicological testing with bacterium Vibrio fischeri, and chronic ecotoxicological testing with microalgae Skeletonema costatum. The physical-chemical analyses and tests with Skeletonema costatum were performed through elutriation, and the tests with Vibrio fischeri used interstitial water. Nine (9) different sediment collection points, with varied sand and mud contents, were selected. The results obtained from ecotoxicological testing showed correspondence between sediment toxicity and proximity to contamination sources. However, this was not found for the relation between mud content and contamination. Some collection points presented toxicity despite the fact that mud content was low (≤ 10%). This contributes to the discussion about the guidelines and proceedings in the CONAMA (Brazilian Council for the Environment) Resolution 344/04. We verified that sediments of an estuary or bay cannot be deprived from monitoring based only on grading regardless of the amount being dredged without taking the contamination and proximity to contamination sources into account

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / No meio rodoviÃrio brasileiro, que detÃm 96,2% da matriz de transporte de passageiros e 61,8% da matriz de cargas, à flagrante a deterioraÃÃo dos revestimentos asfÃlticos provocada pelo crescente aumento do volume e do peso das cargas transportadas. Tal configuraÃÃo contribui sobremaneira para o surgimento de defeitos, destacando-se as deformaÃÃes permanentes e o trincamento por fadiga. Por outro lado, o estado do Cearà revela uma carÃncia por rodovias pavimentadas, onde apenas 16,0% da malha possuem algum tipo de revestimento asfÃltico. A mistura asfÃltica Stone Matrix Asphalt (SMA) surgiu hà alguns anos como soluÃÃo para combater defeitos em rodovias com elevadas solicitaÃÃes de carga. Alguns estudos, contudo, mostram que SMAs com granulometrias de tamanho mÃximo nominal (TMN) menores que os tradicionalmente utilizados oferecem desempenhos semelhantes aos SMAs com TMN usuais. O objetivo desta pesquisa foi dosar misturas SMA com granulometrias distintas para estudar algumas caracterÃsticas desse tipo de mistura, investigando a influÃncia (i) do TMN, (ii) do percentual de agregado passante na peneira N 4 (4,75mm) para SMAs com TMN de 12,5mm e (iii) do tipo de compactaÃÃo (Marshall à Superpave) no comportamento mecÃnico das mesmas por meio dos ensaios de (i) mÃdulo de resiliÃncia (MR), (ii) resistÃncia à traÃÃo (RT), (iii) fadiga à tensÃo controlada, (iv) resistÃncia à traÃÃo retida (RTR) por umidade induzida e (v) desgaste CÃntabro. Os resultados reforÃam a noÃÃo de que SMAs com pequeno TMN apresentam desempenhos comparÃveis a SMAs tradicionais, sendo o SMA com TMN de 4,75 um atrativo como potencial soluÃÃo para a pavimentaÃÃo cearense, considerando as caracterÃsticas de trÃfego da malha do estado. / In Brazilian roadways, which concentrate 96.2% of the passengers and 61.8% of the cargo, it is clear the deterioration of asphalt pavements caused by an increasing volume and weight of the vehicle loadings. This configuration strongly contributes to pavement distresses, specially rutting and fatigue cracking. On another hand, the state of Cearà shows a lack of paved roadways, with only 16.0% of paved roads. The Stone Matrix Asphalt (SMA) mixture appeared a few years ago as a solution for minimizing distresses on roadways with high traffic levels. Some researches, however, demonstrate that SMA mixtures with small Nominal Maximum Aggregate Sizes (NMAS) offer similar performances to SMA mixtures with usual NMAS. The objective of the present research was to design SMA mixtures with different gradations in order to study some characteristics of this type of mixture, investigating the effect (i) of the NMAS, (ii) of the percentage of aggregate passing in sieve N. 4 (4.75mm) for 12.5mm NMAS SMA mixtures and (iii) of the compaction type (Marshall à Superpave) on the mechanical behavior of the mixtures. The mixtures were evaluated by (i) resilient modulus, (ii) indirect tensile strength, (iii) fatigue life (stress controlled), (iv) resistance to moisture damage and (v) Cantabro abrasion. The results support the idea that SMA mixtures with small NMAS behave similar to those with usual NMAS. Furthermore, the 4.75mm NMAS SMA appears to be a potential solution for roadways in CearÃ, considering the traffic configuration of this state.

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação do teor de umidade no valor do índice de suporte CBR de uma brita estabilizada granulometricamente e de seis solos coletados em rodovias do interior do Estado de São Paulo. Os seis solos estudados foram divididos em três pares, com curvas granulométricas próximas, mesma classificação HRB e USCS, sendo cada par formado por um solo de comportamento laterítico e um solo de comportamento não-laterítico. Os corpos-de-prova foram moldados na umidade ótima e massa específica seca máxima obtidos com os resultados do ensaio de Proctor normal. Os materiais foram analisados sob quatro condições de umidade: sem imersão, após alcançar metade da umidade de estabilização, após quatro e oito dias de imersão. Observou-se a distribuição da umidade interna dos corpos-de-prova para cada uma das situações. Foi analisada a influência do envelhecimento dos materiais solto e compactado por quatro dias e sem imersão, nos resultados dos ensaios de CBR. Com os resultados pôde-se correlacionar a influência da granulometria e da gênese dos materiais nos resultados dos ensaios de índice de suporte CBR nas diversas condições de umidade avaliadas. / The aim of this dissertation is to evaluate the variation influence of the moisture content on the value of the CBR support index of a granulometrically stabilized crushed stone and six soils. The soils studied were divided into three pairs with similar particle size distribution curves and same HRB and USCS classification. Each pair is formed by a soil of lateritic and non-lateritic behaviors. The specimens were moulded in the optimum moisture content and maximum dry density obtained from the results of the standard Proctor tests. The materials were analysed under four moisture conditions: without immersion, after reaching half of the stabilization moisture, and after four and eight days of immersion. The internal moisture distribution of the specimens was observed for each situation. The internal distribution moisture was observed for each situation. The influence of the aging of the loose and compacted materials was analysed for four days without immersion in the test results of CBR. According to the results it was possible to correlate the influence of both granulometry and genesis of the materials on test results of CBR support index in the diverse moisture conditions evaluated.

O hexaluminato de cálcio (CaAl12O19 ou CA6) poroso é um material promissor para aplicações de isolamento térmico pois combina baixa condutividade térmica (~0,33 Wm-1K-1 a 1400 °C), resistência mecânica razoável (2 – 8 MPa), inércia química, boa refratariedade (Tf ~1830 °C) e alta resistência ao choque térmico. Existem várias rotas para se obter o CA6 por meio de reações em temperaturas acima de 1300 °C, usando diversas fontes de Al2O3 e CaO, assim como diferentes métodos de processamento. No entanto, embora suas propriedades físicas tenham sido avaliadas, dois pontos principais ainda requerem investigação: o impacto das características das matérias-primas no desenvolvimento da microestrutura de sistemas porosos formados in situ, e a evolução da microestrutura e propriedades de sistemas obtidos a partir de CA6 pré-formado. Neste trabalho, foram produzidas peças de CA6 in situ a partir de diferentes fontes de Al2O3 (alumina calcinada e hidróxido de alumínio) e carbonato de cálcio (CaCO3) de diferentes granulometrias, processados por prensagem uniaxial e moldagem direta de suspensões e submetidas a diferentes tratamentos térmicos. As amostras (verdes e secas e após tratamento térmico) foram submetidas à análise microestrutural (MEV e DRX) e dilatométrica, ensaios para determinação das propriedades físicas (porosidade total, distribuição de tamanho de poros e condutividade térmica) e propriedades mecânicas (resistência à ruptura por compressão e módulo elástico). Estruturas à base de CA6 formado in situ obtidas por prensagem e moldagem direta apresentaram elevada porosidade (até 71 %) e uma resistência à compressão acima de 10 MPa. Verificou-se que o processo de conformação determinou a porosidade à verde inicial da peça, enquanto o tamanho de partícula de alumina induziu a um crescimento de grão assimétrico (partícula grossa) ou à densificação da peça (partícula fina). Dois mecanismos antagonistas acontecem ao mesmo tempo na reação in situ: a reação expansiva da formação de aluminatos intermediários (efeito porogênico) e a densificação das partículas de Al2O3. As partículas de carbonato tiveram uma grande influência no tamanho final dos poros. O efeito porogênico do hidróxido de alumínio foi efetivo até um conteúdo máximo de 50 %vol. / Porous calcium hexaluminate (CaAl12O19 or CA6) is a promising material for thermal insulation applications because it combines low thermal conductivity (~0,33 Wm-1K-1 at 1400° C), reasonable mechanical strength (2 – 8 MPa), chemical inertia, good refractoriness (Tf ~1830 °C) and high resistance to thermal shock. There are several routes to obtain CA6 by reactions at temperatures above 1300 °C, using various sources of Al2O3 and CaO, as well as different processing methods. However, although its physical properties have been studied, two main points still require investigation: the impact of the characteristics of the raw materials on the development of the microstructure of in situ formed porous systems, and the evolution of the microstructure and properties of systems obtained from preformed CA6. In this study, in situ CA6 bodies were produced from different sources of Al2O3 (calcined alumina and aluminum hydroxide) and calcium carbonate (CaCO3) of different granulometries, processed by uniaxial pressing and direct molding of suspensions and thermally treated at different temperatures. The samples (green and heat treated ones) were submitted to microstructural analysis (SEM and XRD) and dilatometry, also tests to determine the physical properties (total porosity, Hg porosimetry and thermal conductivity) and mechanical properties (compression strength and elastic modulus). In situ formed CA6-based structures obtained by pressing and direct molding showed high porosity (up to 71%) and a compressive strength above 10 MPa. It was found that the conformation process determined the initial porosity of the green body, while particle size of alumina may induce asymmetric grain growth (coarse particle) or densification of the ceramic body (fine particle). Two antagonistic mechanisms occur at the same time in the in situ reaction: the expansive reaction of the formation of intermediate aluminates (porogenic effect) and the densification of Al2O3 particles. The carbonate particles had a great influence on the final pore size. The porogenic effect of aluminum hydroxide was effective up to a maximum content of 50% vol.

Manguezais são formados por grupos de árvores e arbustos que se desenvolvem na zona de intermarés de regiões tropicais. Este ecossistema ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental, apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, através do preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha. O conhecimento da distribuição de partículas e dos minerais constituintes da assembléia mineralógica dos solos em ambiente de planícies estuarinas, auxilia na compreensão de processos de sedimentação e geoquímica dentro dos estuários. O trabalho foi realizado nos manguezais distribuídos ao longo do litoral do Estado de São Paulo, e objetivou-se caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e o processo de evolução quaternária, determinar qualitativamente e semiquantitativamente a assembléia mineralógica e estudar em detalhe os tipos de esmectitas presentes nesses solos. Para tanto foram coletadas amostras de solos de 14 manguezais nas camadas de 0-20 e 60-80cm e de sedimento em suspensão do Rio Ribeira de Iguape, além de amostras de diferentes profundidades para datações. Determinaram-se as frações, argila, silte, areia total e 5 frações da areia, foram realizadas datações 14C por cintilação líquida e AMS na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo. As análises mineralógicas foram realizadas na fração silte e argila e no sedimento em suspensão através de DRX, IV, MET, MEV com microanálise, ATD e ATG, realizou-se também o teste de Greene- Kelly para identificar o tipo de esmectitas presentes nesses solos. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que os solos dos manguezais do Estado de São Paulo podem apresentar diferentes texturas desde arenosa até muito argilosa, freqüentemente contêm altos teores de silte e todos têm idade holocênica, oscilando entre 410 anos A.P. e 3.700 anos; a distribuição de partículas está relacionada à morfologia atual do estuário e à natureza dos sedimentos costeiros adjacentes; a assembléia mineralógica da fração fina dos solos é constituída de pirita, nontronita, caulinita, illita, gibbsita, quartzo, feldspato, e localmente ocorrem goethita, vermiculita, biotita, halloysita e anatásio; os minerais alóctones são de origem continental e marinha; a distinção entre os cenários geomorfológicos ao longo do litoral condiciona a distribuição de minerais, e ainda foi inferido que ocorre neoformação de esmectita e de caulinita, e que o processo de oxidação de matéria orgânica nesses solos pode estar utilizando o Fe3+ da nontronita como receptor de elétrons. / Mangroves are formed by groups of trees and shrubs that develop in the intertidal zone of tropical regions. This ecosystem to establish in the interface of both marine and continental environment, present its formation related to the sea-level fluctuations during the quaternary period, where the terrigenous and marine sediments are deposited in rivers valleys, edges of lagoons and bays. The knowledge of both particle distribution and minerals constituent of soils in estuarines areas, can aid to understand the processes of sedimentation and geochemistry in this site. This study was carried out with mangroves distributed along the São Paulo State coast, and aims to characterize the sedimentary environments in accordance with grain size and process of quaternary evolution, to determine qualitatively and semiquantitatively the mineralogical assemblage and to identify the smectites types in these soils. Samples were collected from 14 mangroves soils at the layers 0-20 and 60-80cm, and also was collected sediment in suspension of the Ribeira de Iguape River, and samples of different depths for dating. The clay, silt and total sand sizes and 5 sand fractions were determined, radiocarbon dating were carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of the soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains. The mineralogical analyses were carried out by XRD, FTIR, TEM, SEM, DTA and GTA in silt and clay sizes and in the sediment in suspension, also was made the Greene-Kelly test to identify the smectites type. According to the results we concluded that the mangroves soils from São Paulo State have different textures varying from sandy up to very clay, also occuring high silt contents. All the mangroves are holocenic, with ages varying from 410 yr B.P. to 3,700 yr; the particle distribution is related to the current geomorphological setting of the estuary and the origin of coastal sediments. The mineralogical assemblage is constituted of pyrite, nontronite, kaolinite, illite, biotite, gibbsite, quartz, feldspars, and locally occurs goethite, vermiculite, halloysite and anatase; the aloctones minerals are from both the terrigenous and marine origin; the difference between geomorphological settings along the coastal plain rules mineral distribution, and still it was inferred the neoformation of esmectita and kaolinite and that the process of organic matter mineralization in these soils may be using Fe3+ from nontronite as an electron acceptor.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2456.pdf: 6548607 bytes, checksum: 486173aee7443e35a2910af043a12256 (MD5) Previous issue date: 2009-04-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / Bioactive materials have the ability to bond and to integrate with bone tissue by forming a biologically active bonelike apatite layer, which has chemical and structural properties equivalent to the mineral phase of living bone. This process is determined by chemical reactions, whose products also influence the attachment, the proliferation, the differentiation and the mineralizing capacity of bone cells. Cellular responses contribute to the bioactive behavior, which is known for being higher in glass materials. However, as low mechanical properties are also inherent characteristics of glasses, researchers from Federal University of Sao Carlos were stimulated to develop nucleation and growth thermal treatments for the obtainment of the Biosilicate®, a fully-crystallized bioactive glassceramic of the quaternary system P2O5-Na2O-CaO-SiO2. Although a high in vitro osteogenic potential of this novel glass-ceramic has been previously demonstrated, its in vivo effects have not been investigated yet. To contribute to this knowledge, two studies were developed. The first one aimed to investigate the in vivo biological performance of Biosilicate® in bone defects of rat tibias, by means of hystomorphometric and biomechanical analyses 20 days after the surgical procedure. This study revealed that the fully-crystallized Biosilicate® has good bone-forming and bone-bonding properties. Hence, the second study aimed to compare the kinetics of the bone reactions to two different granulometric distributions of this novel glass-ceramic. Although they were both efficient for bone formation, smaller-sized particles of Biosilicate® showed partial reabsortion, which was accompanied by a more pronounced osteogenic activity within the period of time studied. Since positive results were obtained, the search for scaffolds that could serve as supports for the guided bone regeneration had started. A third study preliminarily evaluated cell culture and cocultures in porous structures made of Biosilicate® and of other chemical compositions that were specifically developed for this purpose. The findings suggest that, when in adjusted conditions, the scaffolds can create favorable cellular responses for bone tissue engineering purposes. Taken togheter, these studies point to a promising potential and provide directives for the use of Biosilicate® in bone regenerative processes. / Materiais bioativos possuem a capacidade de se ligar ao tecido ósseo por meio da formação de uma interface apatítica que apresenta similaridade química e estrutural com a fase mineral dos ossos. Esse processo ocorre devido a uma série de reações químicas, cujos produtos também influenciam a adesão, a proliferação, a diferenciação e a capacidade de mineralização da matriz pelas células ósseas. As respostas celulares contribuem para o comportamento bioativo, que é conhecido por ter maiores índices em materiais vítreos. No entanto, como baixas propriedades mecânicas também são características inerentes aos vidros, pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos foram estimulados a empregarem nucleação e tratamentos térmicos especiais para o desenvolvimento do Biosilicato®, uma vitrocerâmica biotiva, totalmente cristalina, pertencente ao sistema quaternário P2O5-Na2O-CaO-SiO2. Embora um elevado potencial osteogênico in vitro tenha sido demonstrado para esta vitrocerâmica, seus efeitos in vivo ainda não são conhecidos. Para auxiliar este entendimento, foram desenvolvidos dois estudos. O primeiro teve como objetivo investigar o desempenho biológico in vivo do Biosilicato® particulado em defeitos ósseos em tíbias de ratos, por meio de análises histomorfométricas e biomecânicas 20 dias após o procedimento cirúrgico. Este estudo evidenciou que o Biosilicato® parece favorecer a formação óssea in vivo e o estabelecimento de fortes ligações com o tecido neoformado. Com isso, o objetivo do segundo estudo foi comparar a cinética das reações ósseas frente a duas diferentes distribuições granulométricas desta nova vitrocerâmica. Embora ambas tenham sido eficientes para a formação óssea, as partículas de Biosilicato® com menores diâmetros demonstraram reabsorção parcial no período estudado, que foi acompanhada de uma maior atividade osteogênica. Com os resultados positivos obtidos nestas investigações, iniciou-se uma busca para o desenvolvimento de matrizes porosas que pudessem servir de suporte para a regeneração guiada do tecido ósseo. Um terceiro estudo preliminarmente avaliou monoculturas e coculturas celulares em matrizes porosas de Biosilicato® e de outras novas composições químicas desenvolvidas especificamente para este propósito. Os achados sugerem que, quando em condições adequadas, as matrizes avaliadas podem produzir respostas celulares favoráveis ao seu emprego na engenharia do tecido ósseo. Estes estudos, de maneira conjunta, apontam para um potencial promissor e fornecem diretrizes para o emprego do Biosilicato® no favorecimento de processos regenerativos ósseos.