Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-06-23T17:59:08Z No. of bitstreams: 1 Franciéli Mantovani..pdf: 7765122 bytes, checksum: 82188db720f66cecd4ec2033f19918df (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T17:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franciéli Mantovani..pdf: 7765122 bytes, checksum: 82188db720f66cecd4ec2033f19918df (MD5) Previous issue date: 2014-04-04 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O desenvolvimento de materiais com tecnologia avançada faz parte do processo de modernização em que se encontra a construção civil. O aperfeiçoamento de concretos coloridos produzidos com pigmentos merece atenção especial por suas propriedades físicas e químicas aliadas às questões estéticas, o qual permite o uso de elementos de concreto aparentes suscetíveis à ação das intempéries. A incorporação de pigmentos resistentes e com alto poder de coloração possibilita o uso do concreto colorido aparente, eliminando-se gastos com revestimento e manutenção excessiva. O emprego de cinza volante (CV) pode trazer melhorias nas propriedades do concreto além de, a partir da substituição do cimento, aumentar a sustentabilidade e ecoeficiência da edificação. Muitos dos pigmentos empregados na produção destes concretos originam-se de óxidos metálicos, em particular de óxidos de ferro. Alguns resíduos contém ferro em sua composição, como é o caso do lodo de fosfatização (LF), um resíduo da indústria metal mecânica, gerado no tratamento de efluentes do processo de revestimento fosfático do aço. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade do uso do resíduo lodo de fosfatização como pigmento em matriz de cimento Portland branco e cinza volante. Como é a argamassa do concreto que proporciona coloração na face aparente dos mesmos, o programa experimental empregou esta fração como matriz para conduzir os ensaios, com uma única proporção de cimento e areia e relação água/aglomerante de 0,40. Para efeitos de comparação trabalhou-se com um pigmento inorgânico, de cor alaranjada, disponível comercialmente. Conforme a prática corrente na produção de concretos pigmentados, e de acordo com a indicação do fabricante, os teores utilizados foram de 0%, 1% e 5%, em relação à massa de cimento, substituindo o agregado natural em volume. Da mesma forma, o lodo de fosfatização foi utilizado nos teores de 0%, 5%, 10% e 20%. Pesquisou-se também a influência da substituição do cimento Portland branco por cinza volante, com teores de 0%, 10% e 20%. Testou-se a resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos aos 7 e 28 dias de idade e a resistência à tração na flexão, aos 28 dias, em corpos de prova prismáticos. Os ensaios de absorção de água por capilaridade e retração avaliaram o comportamento físico das argamassas. O controle cromático foi realizado pelo método espectrofotométrico, sendo monitorados os parâmetros L*a*b* e ∆E em corpos de prova submetidos a dois estados de exposição: testemunho e natural. Para a verificação de quais fatores exercem efeito significativo sobre as variáveis de resposta, todos os resultados experimentais foram analisados estatisticamente através de uma análise de variância (ANOVA). Os resultados mostram que, em média, a cinza volante trouxe benefícios para a maior parte das propriedades estudadas, representando um ganho ambiental por ser capaz de reduzir o consumo de cimento sem causar perdas em relação à durabilidade e resistência mecânica. Os teores de materiais pigmentantes estudados foram considerados significativos para quase todas as variáveis analisadas, representando uma diminuição nos valores para os ensaios de resistência à compressão conforme o aumento do teor. Entretanto, os dois tipos de pigmentos estudados trouxeram benefícios em relação à retração e taxa de absorção capilar. Quanto à cromacidade, a pigmentação com LF foi menos intensa do que a proporcionada pelo PG, entretanto apresentou valores de variação de cor semelhantes, o que pode indicar estabilidade na matriz cimentícia. Além disso, observou-se que a incorporação de CV não trouxe prejuízos à cor. / The development of materials with advanced technology is part of the modernization process that construction area is facing. The improvement of colored concrete produced with pigments deserves special attention for their physical and chemical properties allied to aesthetic issues, which allows the use of apparent colored concrete elements susceptible to weather attack. The incorporation of resistant and high power coloring pigments allows the use of colored apparent concrete, eliminating excessive expenses with maintenance coatings. The use of fly ash (FA) can bring improvements in the properties of concrete, as well as, from the replacement of cement, leads to increase the sustainability and eco-efficiency of the building. Many of the pigments used in the actual colored concrete production are originate from metal oxides, particularly iron oxides. Some wastes contain iron in its composition, such as phosphate sludge (FS), a waste of the metalworking industry generated by the treatment of effluents in the process of steel phosphate coating. In this context, the aim of this research is to evaluate the feasibility of using phosphate sludge as a pigment, combined with white Portland cement and fly ash. As the concrete mortar is responsible for the coloration of the face side of a concrete, this fraction was employed on this experimental program as a pattern to conduct the tests with a single cement and sand ratio and a water/binder ratio of 0.40. For comparison, an inorganic pigment, commercially available, was also used. According to current practice in the production of colored concrete, and according to the pigment manufacturer, the levels used were: 0 %, 1% and 5% by mass of cement, replacing natural aggregate by volume. Similarly, the phosphate sludge was used in concentrations of: 0 %, 5 %, 10% and 20%. The influence of white Portland cement replacement by fly ash, with levels of 0%, 10% and 20%, was also evaluated. The tests included compressive strength in cylindrical specimens at ages of 7 and 28 days and tensile strength in bending, at 28 days, in prismatic specimens. The tests of water absorption by capillarity and shrinkage, evaluated the physical behavior of mortars. The color control was performed by the spectrophotometric method, monitoring the parameters L*a*b* and ∆E in specimens submitted to two states of exposure: witnessing and natural. To investigate which factors have a significant effect on the response variables, all experimental results were statistically analyzed using an ANOVA. The results show that, on average, fly ash benefited most of the studied properties with also an environmental gain by being able to reduce the consumption of cement without causing losses in relation to the durability and the mechanical strength. The contents of pigments studied were considered significant for almost all variables, representing a decrease in values for tests of compressive strength while increasing its content. However, both types of the studied pigments brought benefits in relation to the rate of shrinkage and capillarity absorption. As for the chromaticity, the FS pigmentation was less intense than that provided by the inorganic pigment. Anyway, the values showed similar color variation, which can indicate some stability in the cementitious matrix. It was observed that the incorporation of FA not bring damage to color.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siara Silvestri.pdf: 1880898 bytes, checksum: c7120a05a5aa67f5ce1d6687ff68050f (MD5) Previous issue date: 2011-01-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Pigments are powders or particles of organic or inorganic origin, and due to their optical properties are mainly used to color. The chemical properties of the pigments often confer efficient protection against corrosion. The aim of this work is to study a system composed of MoO3 and TiO2 oxides in the form of a nanostructured pigment and the effect of Ce2O3 additions. The colorimetric characterization of the powders was done using UV-visible spectroscopy technique for the analysis of light absorption within a defined spectral range and the determination of colorimetric coordinates of the CIELAB method. The material was characterized using scanning electron microscopy, laser diffraction, and X-ray diffraction. The result of the system studied was an inorganic pigment with an intense yellow color with favorable properties for application in ceramic industry in general, and to a temperature of 1200°C. / Pigmentos são pós ou partículas, de origem inorgânica ou orgânica, que devido às propriedades óticas são empregadas, principalmente, para dar cor. É comum as propriedades químicas conferirem aos pigmentos eficiência protetora à corrosão. Este trabalho consiste em estudar um sistema óxido composto de TiO2 e MoO3, na forma de pigmento nanoestruturado e o efeito da adição de Ce2O3. A caracterização colorimétrica dos pós foi feita através da técnica de espectroscopia UV-visível para análise de absorção da luz dentro de uma faixa espectral definida e a determinação das coordenadas colorimétricas do método CIELab. O material foi caracterizado através da técnica de microscopia eletrônica de varredura, difração a laser e difração de raios X. O resultado do sistema estudado foi um pigmento inorgânico com coloração amarela intensa que apresenta propriedades favoráveis para a aplicação em peças cerâmicas e na indústria em geral, até uma temperatura de 1200ºC.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renata Martins Silva.pdf: 2842741 bytes, checksum: 00c605c84616c33c3c08c2e35031efa1 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Was synthesized particulate material based on containing a small amount of bismuth compounds and molybdenum with satisfactory reproducibility. The material was produced starting from a composition of 99% (mol %) of rutile TiO2 and 1% of MoO3, which were previously mixed and calcined at 1200ºC. The composition studied consisted of 99.8% of the above mixture and 0.2% of bismuth subnitrate hexahydrate, Bi5O(OH)9 NO3)4.6H2O. This powder mixture [(99.8% of TiO2+MoO3 and 0.2% of Bi5O(OH)9 (NO3)4.6H2O)] was homogenized and calcined in tubular furnace at 1200ºC using four different heating rates: 1, 30, 40 e 60 °C/min. The ascalcined powder was characterized by X-ray diffraction (XRD) for identification of the phases resulting, scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the microstructure and degree of gglomeration of powders and particle size was estimated by laser scattering technique. The color properties were expressed as CIEL*a*b* coordinates. X-ray patterns indicated the presence of TiO2, Bi2O3, γ-Bi2MoO6, Bi2Ti2O7, Bi2Ti4O11 depending on the heating rate. The yellow color was attributed to the presence of α-Bi2O3, Bi2MoO6 e Bi2Ti2O7. The different heating rates showed no relevant influence on the powder morphology, but the particle size of the powder was suitable for using the material as an inorganic pigment. / Foi sintetizado um material particulado a base de TiO2, contendo uma pequena quantidade de compostos de bismuto e de molibdênio apresentando boa reprodutibilidade. O material foi produzido a partir de uma composição de 99% (mol%) de rutilo TiO2 e 1% de MoO3, previamente misturados e calcinado a 1200 °C. A composição estudada consistia de 99,8% da mistura acima e 0,2% de subnitrato de bismuto hexahidratado, Bi5O(OH)9 (NO3)4.6H2O. Esta mistura em pó [(99,8% de TiO2 + MoO3 e 0,2% de Bi5O(OH)9 (NO3) 4.6H2O)], foi homogeneizada e calcinada em forno tubular a 1200 ºC, utilizando-se quatro taxas de aquecimento diferentes: 1, 30, 40 e 60 °C /min. O pó calcinado foi caracterizado por difração de raios X (DRX) para identificação das fases resultantes, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliação da microestrutura e grau de aglomeração dos pós, o tamanho de partículas foi estimado por espectroscopia de fotocorrelação (PCS) e as propriedades colorimétricas através das coordenadas CIEL*a*b* . O DRX indicou a presença das fases TiO2, α-Bi2O3, γ-Bi2MoO6, Bi2Ti2O7, Bi2Ti4O11 sendo estas dependentes das taxas de aquecimento utilizadas. A cor amarela foi atribuída à presença de α-Bi2O3, -Bi2MoO6 e Bi2Ti2O7. As taxas de aquecimento diferentes não apresentaram nenhuma influência relevante sobre a morfologia do pó, porém o tamanho de partícula do pó mostrou-se adequado para a utilização do material, como um pigmento inorgânico.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renata Olegario.pdf: 5279781 bytes, checksum: 47c1e5b7166f5caec9a3a371cfe659e3 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study focused on the Cerium oxide (CeO2) based pigmenting systems, doped with Praseodymium oxide (Pr6O11) and hematite (Fe2O3 – iron oxide) synthesized through the solid state reaction (OM – oxide mixture) and the Pechini method. Simultaneously, CeO2-Pr6O11-Fe2O3 ternary system pigments were synthesized through OM, with the addition of mineralizers. The samples synthesized through OM were wet homogeneized, in isopropyl alcohol, in a horizontal ball mill for 18 hours and dried in oven at 110 C, then thermally treated at 1300 ºC for 3 hours. In samples synthesized through the Pechini method, the process started from the synthesis of the polymeric resin, formed by the citric acid reaction, glycol ethyl, water and the desired oxide salts, kept in thermal blanket at 150 C, under constant agitation for 2 hours, following two thermal treatments at 300 C for 2 hours, and then one at 900 C for 3 hours. After the thermal treatment the pigmenting systems were characterized through XRD, UV-Vis reflectance spectroscopy, scanning electronic microscopy, Raman spectroscopy and thermal analysis, determining the phases present, the colorimetric parameters, band gap values, micro-structural agglomerations and thermal and chemical stability to glass enamel. Single phase pigments were obtained in the binary system CeO2-Pr6O11, with addition of up to 10% Pr6O11 synthesized through OM and up to 3% Pr6O11 synthesized through the Pechini method, whereas the binary system CeO2-Fe2O3, presented single phase only in OM synthesis, with concentrations up to 2% of Fe2O3. More intense shades were obtained in pigments with addition of up to 5% mol praseodymium oxide in the CeO2-Pr6O11 system, and with up to 3% mol iron oxide in the CeO2-Fe2O3 system. The ternary system CeO2-Pr6O11-Fe2O3 presented secondary phase PrFeo3, remaining this phase even with the addition of mineralizers. The pigments applied to low temperature frits (LTF) and windscreen glass (WSG) showed chemically and thermally resistant at 800 C, free of surface defects on the ceramic plates, presenting better dispersion and color homogeneity. / A presente pesquisa estudou os sistemas pigmentantes à base de óxido de cério (CeO2) dopados com óxido de praseodímio (Pr6O11) e hematita (Fe2O3 - óxido de ferro), sintetizados pelo método de reação de estado sólido (mistura de óxidos - MO) e pelo método Pechini. Paralelamente foram sintetizados pelo método MO, pigmentos do sistema ternário CeO2-Pr6O11-Fe2O3 com adição de mineralizadores. As amostras sintetizadas por MO foram homogeneizadas a úmido, em álcool isopropílico, em um moinho de bolas horizontal por 18 horas e secas em estufa a 110 C, e tratadas termicamente a 1300 C por 3 horas. Nas amostras sintetizadas pelo método Pechini partiu-se da síntese da resina polimérica, formada pela reação de ácido cítrico, etileno glicol, água e os sais contendo os íons metálicos dos óxidos pretendidos, mantida em manta térmica a 150 C, sob agitação constante, por 2 horas, sendo tratadas termicamente duas vezes a 300 C por 2 horas, e, na sequência, a 900 C por 3 horas. Após tratamento térmico os sistemas pigmentantes foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia de reflectância na região do UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e análise térmica, sendo determinadas as fases presentes, os parâmetros colorimétricos, valores de band gap, aglomerações micro estruturais e a estabilidade térmica e química frente à esmaltação vítrea. Pigmentos de fase única foram obtidos no sistema binário CeO2-Pr6O11, com adição de até 10% de Pr6O11 sintetizado por MO e com até 3% de Pr6O11 sintetizado por Pechini; já no sistema binário CeO2-Fe2O3, fase única somente em sínteses por MO, com concentrações até 2% de Fe2O3. Tonalidades mais intensas foram obtidas nos pigmentos com adição de até 5% mol de óxido de praseodímio no sistema CeO2-Pr6O11, e com adição de até 3% mol de óxido de ferro no sistema CeO2-Fe2O3. O sistema ternário CeO2-Pr6O11-Fe2O3 apresentou fase secundária PrFeO3, persistindo esta fase mesmo com adição de mineralizadores. Os pigmentos aplicados em frita de baixa temperatura (FBT) e vidro de pára-brisa (VPB) se mostraram resistentes química e termicamente a 800 ºC, sem presença de defeitos superficiais nas placas cerâmicas, apresentando melhor dispersão e homogeneidade da cor.