O desenvolvimento sustentável impõe uma evolução do contexto sócio-econômico das obras que envolvem o uso do solo. Um efeito é a obrigação do uso de materiais localizados na obra ou nas imediações. Isto muitas vezes implica no uso de materiais de baixas propriedades de engenharia, surgem então alternativas de melhoria destes materiais, como a estabilização com cal. No entanto, sabe-se que o tratamento de solos pode ser ineficaz quando da presença de compostos químicos deletérios no solo. Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial do comportamento mecânico de um solo laterítico estabilizado com cal cálcica e com cal dolomítica. Para avaliar a influência de agentes químicos, foram usados quatro tipos de fertilizantes químicos de uso comum na agricultura. O estudo incluiu a caracterização do solo, ensaios de compactação, difratometria de Raios-X e compressão simples do solo e das misturas solo-cal e solo-cal contaminado com fertilizante. Foram adotados teores de 1% de fertilizante e 4% de cal, os tempos de cura foram de 7, 14, 28, 56, 112 e 140 dias sob duas condições: cura em câmara sem controle de umidade e cura em câmara úmida a fim de avaliar a influência da perda de umidade sobre o ganho de resistência. Os resultados demonstraram que a adição de fertilizantes químicos diminuiu o ganho de resistência em até 13% em misturas com fertilizantes nitrogenados e cal dolomítica e até 36% em misturas com fertilizantes não-nitrogenados e cal cálcica. O ganho de resistência com cal cálcica foi o dobro do ganho com cal dolomítica, considerando os maiores valores observados. As misturas com cal dolomítica sujeitas à cura úmida tiveram maiores ganhos em todos os tempos de cura, apesar de pouco significativos; as misturas de cal cálcica tiveram maiores ganhos quando da cura em câmara sem controle de umidade, chegando a 60kN/m² a mais aos 56 dias. Em todos os ensaios de difratometria nas amostras de solo-cal e solo-cal contaminado com fertilizante observou-se a formação de calcita, em menor quantidade quando da contaminação por fertilizante. Verificou-se que a adição de fertilizantes ao solo pode alterar as características de estabilização do solo, o uso de cal cálcica traz maiores ganhos e que a perda de umidade e o controle da temperatura de cura pouco influenciam nos ganhos de resistência. / Sustainable development requires an evolution of the socio-economic development of the works involving land use. One effect is the obligation of using materials found on site or nearby. This often involves the use of materials of low engineering properties, improvement alternatives arise then these materials such as lime stabilization. However, it is known that the soil treatment may be ineffective in the presence of harmful chemicals in the soil. This thesis presents results of a laboratory study of mechanical behavior of a lateritic soil stabilized with calcic lime and with dolomitic lime. To assess the influence of chemical agents were used four types of commonly used chemical fertilizers in agriculture. The study included the characterization of soil, compaction tests, X-ray diffraction and unconfined compression tests (UCS) of soil and soil-lime and soil-lime contaminated fertilizer. The adopted levels was 1% of fertilizer and 4% lime, the cure times were 7, 14, 28, 56, 112 and 140 days under two conditions: curing in chamber without control of humidity and cure in a moist chamber to assess the influence of moisture loss humidity on the gain of resistance. The results showed that the addition of chemical fertilizers decreased the resistance in up to 13% in mixtures with nitrogen fertilizers and dolomitic lime and 36% in mixtures with nitrogenous fertilizers and calcic lime. The gain in strength with calcic lime was double the gain with dolomitic lime, whereas the highest values observed. Mixes with dolomitic lime be subject to wet cure had greater gains in all curing times, though insignificant, the mixtures of calcic lime had higher gains when the curing chamber without control of humidity, up to 60kN / m² more to 56 days. In all diffraction tests of soil samples with lime and lime-soil-fertilizer observed the formation of calcite, a lesser amount when the contamination by fertilizer. It was found that adding fertilizer to soil can alter the characteristics of soil stabilization, the use of calcic lime brings greater gains, and the loss of humidity of the moisture and temperature control of cure little influence on gains in strength.

O crescente aumento do volume de tráfego, o excesso de cargas e a carência de manutenção têm contribuído cada vez mais para a degradação prematura dos pavimentos asfálticos. Na procura por materiais de elevado desempenho, uma alternativa que vem ganhando destaque é a incorporação de cal hidratada a concretos asfálticos. Nesta dissertação apresentam-se e analisam-se os resultados de uma investigação sobre a influência de dois tipos de cal (calcítica e dolomítica) em misturas asfálticas formuladas com ligante convencional e polimerizado. Os resultados demonstraram que a melhoria das propriedades de concretos asfálticos depende significativamente da qualidade da cal e do teor utilizado, sendo que não se observaram benefícios adicionais ao aumentar-se o teor de 1% para 2%. A cal calcítica mostrou-se mais eficiente na melhoria das propriedades das misturas asfálticas, proporcionando aumentos significativos de módulo de resiliência e resistência à tração. Além disso, nas misturas com cal ocorreram menores reduções de resistência e de módulo com a elevação da temperatura de ensaio e após processo de condicionamento para simular os efeitos deletérios da água e envelhecimento. De forma geral, a influência da cal foi mais efetiva em misturas com ligante convencional, onde sua incorporação promoveu comportamento semelhante, ou em alguns casos até superior, ao das misturas elaboradas com ligante modificado. Amostras sem cal acumularam deformações permanentes superiores no ensaio de creep dinâmico às registradas em amostras com cal hidratada, sem observarem-se comportamentos significativamente diferentes com ligantes convencional ou modificado. Ao analisar-se a influência de cal no envelhecimento de ligantes (RTFOT), observaram-se menores variações de viscosidade (menor enrijecimento) em amostras de ligante convencional com cal calcítica, seguindo tendência constatada em trabalhos internacionais, que relatam redução na taxa de envelhecimento em misturas asfálticas devido à incorporação de cal. A análise global dos resultados de ensaios realizados nesta pesquisa aponta que é possível produzir misturas asfálticas de elevado desempenho e durabilidade através da incorporação de cal hidratada, mas que a magnitude dos benefícios obtidos depende significativamente da qualidade da cal (porcentagem de óxido de cálcio) e do tipo de ligante utilizados em sua formulação. / The increasing growth of traffic volume and overloading and the lack of maintenance have growingly contributed for asphalt pavements early distress. In the search for high performance materials, the incorporation of hydrated lime to asphalt concretes has been gaining relevance. In this dissertation the results of a research on the influence of two kinds of lime (calcitic and dolomitic) in asphalt concretes (AC) with conventional and polymer binders are presented and analyzed. Laboratory tests results show that the improvement of AC properties highly depend on lime quality and content, no additional benefits being observed when lime content increases from 1% to 2%. Calcitic lime showed to be more efficient improving AC properties, especially regarding resilient modulus and split tensile strength, which significantly increased. Besides, adding lime made asphalt mixes strength and modulus less sensitive to temperature increase and also to hardening and to water deleterious effects. All in all, lime benefits were stronger when added to AC with conventional binder. In fact, asphalt mixtures with conventional binder and calcitic lime performed even better than mixtures with polymermodified binder. In dynamic creep tests, specimens of AC without lime accumulated higher permanent deformations than AC specimens with hydrated lime, regardless the type of binder. Regarding the influence of lime in binders aging (RTFOT), viscosity variations of lesser magnitude were observed in samples of conventional binder and calcitic lime, following the pattern described in international works, which report the decrease of aging rate of asphalt mixtures due to lime incorporation. Globally, tests results point out that asphalt mixtures with high modulus and resistance to permanent deformation may be obtained by adding hydrated lime. However, the extent of benefits highly depends on lime quality (calcium oxide content) and type of asphalt binder used.

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A capacidade de manter a estabilidade e integridade durante o tempo de exposição às forças destrutivas do intemperismo é um dos aspectos mais importantes da estabilização de solos em projetos de pavimentos. Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial sobre o comportamento mecânico de um solo dispersivo estabilizado com cal. O solo estudado é um solo sedimentar de sedimentos quaternários pertencente à denominada região ocidental do Paraguai. O solo dispersivo se caracteriza por apresentar teores significativos de sódio e por apresentar erosão hídrica acelerada. O objetivo deste estudo foi avaliar a durabilidade de misturas de Solo-Cal submetidos a ciclos de molhagem e secagem. A resistência à compressão simples e resistência à vácuo saturação também foram examinadas para avaliar o desempenho de misturas de Solo-Cal. Medição da velocidade de pulso de ultra-som foi realizado como teste não destrutivo para monitorizar a rigidez das misturas. Os efeitos do tempo de cura, das características de compactação e do teor de cal, foram avaliados. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função aos impactos ambientais potenciais gerados na construção de 1 m³ de subbase de Solo-Cal. Verificou-se que a durabilidade, a rigidez e a resistência de solos estabilizados com cal aumentam com o tempo de cura, com a energia de compactação e com o aumento do teor de cal. Além disso, a dispersibilidade intermediaria (ND4) que o solo apresentava em seu estado natural, muda para não dispersivo (ND1) com a adição de 2% de cal. Em conclusão ressalta-se que a mistura SC3-5 apresenta um melhor comportamento mecânico comparável com a mistura SC3-7, mas, com um menor impacto potencial gerado. / The ability to retain stability and integrity during the exposure time to the destructive forces of weathering is one of the most important aspects of soil stabilization in pavements design. This thesis presents the results of a laboratory study of the mechanical behavior of a dispersive soil stabilized with lime. The studied soil is a sedimentary soil of the quaternary sediments belonging to the so called western region of Paraguay. The dispersive soil is characterized by having significant levels of sodium and accelerated erosion. The objective of this study was to evaluate the durability of soil-lime mixtures subjected to wetting and drying cycles. Resistance to simple compression and resistance to vacuum saturation were also examined to assess the performance of soil-lime mixtures. Measurement of the ultrasonic pulse velocity was performed as non-destructive testing for monitoring the stiffness of the blends. The effects of curing time, the compression characteristics and lime content, were evaluated. Finally, all mixtures were evaluated from an environmental viewpoint by the life cycle assessment (LCA). All mixtures were evaluated according to the environmental impact in the construction of 1 m³ of Soil-Lime. It was found that durability, rigidity and resistance of soil stabilized with lime increases with cure time, with the energy of compaction and with increased lime content. Moreover, the dispersibility intermediate (ND4) showed that the soil in its natural state, changes to nondispersive (ND1) with the addition of 2% lime. In conclusion it is emphasized that the SC3-5 mixture has a better mechanical behavior comparable to SC3-7 mix, but with less potential impact generated.

A presente pesquisa apresenta uma análise laboratorial da adesividade e do comportamento mecânico de concretos asfálticos elaborados com agregados de granito e com ligante convencional (CAP 50/70) e ligante modificado por polímero (AMP CAP 60/85), priorizando os efeitos decorrentes da incorporação de dois tipos de cales. A primeira, denominada cal calcítica (com elevado teor de óxido de cálcio) é oriunda do Estado de Minas Gerais e, a segunda, denominada cal dolomítica, produzida no Estado do Rio Grande do Sul. Para a dosagem das seis misturas estudadas foi utilizada a metodologia Marshall, sendo posteriormente realizados ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral, Módulo de Resiliência, Dano por Umidade Induzida (AASHTO T 283/89) e Resistência à Fadiga utilizando-se o ensaio de Tração indireta por compressão diametral, no modo tensão controlada. De posse dos resultados laboratoriais foi realizada uma análise elástico - linear, utilizando o Programa Computacional EVERSTRESS 5.0, e aplicado os resultados de deformação nos modelos obtidos em laboratório para as seis misturas analisadas. Considerando este critério, pode-se observar que os melhores resultados foram obtidos para as misturas elaboradas com ligante modificado. Quando empregado o ligante convencional evidenciou-se a melhora do comportamento da resistência à Fadiga das misturas que tiveram incorporação de cal (aumento de até 330% quando empregada cal calcítica e de até 348% quando empregada cal dolomítica), enquanto que quando preparadas com ligante modificado por polímero, a mistura que apresentou melhores resultados foi a elaborada sem incorporação de cal. Outro fato constatado e importante diz respeito a interação entre a cal, o ligante e o agregado granítico, já que diferentemente do esperado, a incorporação de cales não ocasionou resultados satisfatórios na adesividade. / This research shows a laboratory test of adhesiveness and the mechanical behavior of asphalt concrete prepared with granitic aggregate and conventional binder (CAP 50/70) and polymer-modified binder (AMP CAP 60/85), prioritizing the effects resulting from the merger of two types of limes. The first, called calcite lime (with high content of calcium oxide), comes from the Brazilian State of Minas Gerais; the second, the dolomitic lime, is produced in the State of Rio Grande do Sul. The Marshall method assessed the six mixtures studied; subsequently, Tensile Strength for Diametral Compression, Resilience Module, Damage Induced by Humidity (AASHTO T 283/89) and Resistance to Fatigue were tested by means of indirect traction by diametrical compression in controlled stress mode. A linear elastic analysis followed the laboratory results, using Computational Program EVERSTRESS 5.0; deformation results obtained in laboratory models for the six analyzed mixtures were applied. In accordance with this criterion, the best results point to asphalt mixtures prepared with modified binder. The use of conventional binder showed improvement in the fatigue resistance behavior of mixtures that take lime incorporation (increase of up to 330% with calcite lime, and up to 348% with dolomitic lime); however, when prepared with polymer-modified binder, the mixture that showed the best results did not have the addition of lime. Another noteworthy fact confirmed concerns the interaction amongst the lime, the binder and the granitic aggregate: unlike expected, the incorporation of limes did not convey satisfactory results in adhesiveness.

O crescente aumento do tráfego rodoviário comercial demanda o desenvolvimento de novas tecnologias que proporcione pavimentos de elevado desempenho e durabilidade. Nesse contexto, desde 2006 se estuda, no laboratório de pavimentação da UFRGS, melhorias em propriedades de concretos asfálticos devidas à incorporação de cal. Este estudo complementa o estudo relatado por Bock (2012) que evidenciou o aumento do módulo de resiliência, da resistência à tração, das resistências às deformações permanentes e ao dano por umidade induzida, nesta dissertação são apresentados e analisados os resultados de ensaios de fadiga. Foram realizados no modo tensão controlada, em corpos-de-prova cilíndricos de seis misturas constituídas por agregado de basalto, ligante convencional (CAP 50/70) ou polimerizado (CAP E 60/85), com e sem adição de cales (calcítica ou dolomítica). Os resultados foram modelados em função da tensão de tração, da diferença de tensões e, principalmente, da deformação específica no início do ensaio. Empregaram-se os modelos de fadiga obtidos no estudo, e através de curvas, constatou-se que: nos concretos asfálticos elaborados com ligante convencional, a adição de 1% de cal calcítica aumentou-se a vida de fadiga cerca de 4,5 vezes no caso de revestimentos delgados (5 e 10 cm) e em 2,9 vezes e 1,9 vezes no caso de revestimentos mais espessos (15 e 20 cm, respectivamente). A adição de cal dolomítica a misturas com CAP 50/70 afetou a vida de fadiga de forma ainda mais notável, com aumentos que variaram de 42 vezes para revestimentos com 5 cm a 2,7 vezes para revestimentos com 20 cm. Quando são analisados o efeito da adição de cales em misturas em ligante polimerizado constatou-se comportamento homogêneo, com aumento de vida de fadiga entre 31 (revestimento de 5 cm) e 35 vezes (revestimento de 20 cm), quando a cal adicionada é calcítica, e com ligeira redução (10%) na vida de fadiga quando se adicionou cal dolomítica. Como esperado, os concretos asfálticos com ligante modificado apresentaram vida de fadiga maiores, sendo o efeito do ligante ainda maior quando se acrescentou cal calcítica. Os resultados sugerem que há interação química entre o tipo de ligante e o tipo de cal. Globalmente, os resultados da pesquisa mostraram que a incorporação da cal calcítica sempre aumentou a vida de fadiga dos concretos asfálticos, e que quando se empregou ligante convencional (CAP 50/70) também podem-se obter aumentos expressivos com cal dolomítica. Aliados aos benefícios na resistência a deformação permanente, e ao dano por umidade induzida já conhecidos para as misturas estudadas, os resultados apresentados nesta dissertação permitem concluir que a incorporação de cal permite obter concretos asfálticos de elevados desempenho e durabilidade. / Increasing commercial road traffic demands the development of new technologies to provide higher performance and durable pavements. In this context, since 2006 it‟s been studied, in the pavements laboratory of UFRGS, improvements in asphalt concrete properties due to the lime incorporation. Following previous study reported by Bock (2012) which showed an increase of resilient modulus, tensile strength, the resistance to permanent deformation and damage induced by moisture, in this dissertation is presented and analyzed the results of fatigue tests. They were performed in controlled stress mode, in cylindrical specimens, consisting of six asphalt mixtures with basalt aggregate, conventional binder (CAP 50/70) or modified binder (CAP E 60/85) with and without addition of lime (calcitic or dolomitic). The results were modeled as a function of tensile stress, the stress difference, and especially the specific strain at baseline. Employing the fatigue models obtained in the study through curves it was found that: on the asphaltic concrete made with the conventional binder, the addition of 1% of calcitic lime increased fatigue life about 4.5 times in the case of thin asphalt layer (5 and 10 cm) and 2.9 times and 1.9 times in the case of thicker asphalt layer (15 and 20 cm, respectively). The addition of dolomitic lime mixtures with CAP 50/70 affect the fatigue life in a even more remarkable way with an increase ranging from 42 times to asphalt concrete with 5 cm to 2.7 times to 20 cm. When are examined the effect of adding lime in polymerized binder mixtures, it was found that the behavior was homogeneous, with increased fatigue life between 31 (5 cm asphalt mixture) and 35 times (20 cm asphalt mixture) when the added lime is calcitic, and with slight decrease (10%) in fatigue life when dolomitic lime was added. As expected, the modified binder asphalt concrete presented greater fatigue life, and the effect was further identified when calcitic lime was added. The results suggest that there is a chemical interaction between the type of binder and the type of lime. Overall, the research results showed that the incorporation of calcitic lime always increased the fatigue life of asphalt concrete, which was used when the conventional binder (CAP 50/70) may also obtain significant increases with dolomitic lime. In addition to the benefits in resistance to permanent deformation, and induced by moisture damage already expected for the mixtures studied, the results presented in this thesis can be concluded that the incorporation of lime allows to obtain asphalt concrete with high-performance and durability.

O desenvolvimento sustentável impõe uma evolução do contexto sócio-econômico das obras que envolvem o uso do solo. Um efeito é a obrigação do uso de materiais localizados na obra ou nas imediações. Isto muitas vezes implica no uso de materiais de baixas propriedades de engenharia, surgem então alternativas de melhoria destes materiais, como a estabilização com cal. No entanto, sabe-se que o tratamento de solos pode ser ineficaz quando da presença de compostos químicos deletérios no solo. Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial do comportamento mecânico de um solo laterítico estabilizado com cal cálcica e com cal dolomítica. Para avaliar a influência de agentes químicos, foram usados quatro tipos de fertilizantes químicos de uso comum na agricultura. O estudo incluiu a caracterização do solo, ensaios de compactação, difratometria de Raios-X e compressão simples do solo e das misturas solo-cal e solo-cal contaminado com fertilizante. Foram adotados teores de 1% de fertilizante e 4% de cal, os tempos de cura foram de 7, 14, 28, 56, 112 e 140 dias sob duas condições: cura em câmara sem controle de umidade e cura em câmara úmida a fim de avaliar a influência da perda de umidade sobre o ganho de resistência. Os resultados demonstraram que a adição de fertilizantes químicos diminuiu o ganho de resistência em até 13% em misturas com fertilizantes nitrogenados e cal dolomítica e até 36% em misturas com fertilizantes não-nitrogenados e cal cálcica. O ganho de resistência com cal cálcica foi o dobro do ganho com cal dolomítica, considerando os maiores valores observados. As misturas com cal dolomítica sujeitas à cura úmida tiveram maiores ganhos em todos os tempos de cura, apesar de pouco significativos; as misturas de cal cálcica tiveram maiores ganhos quando da cura em câmara sem controle de umidade, chegando a 60kN/m² a mais aos 56 dias. Em todos os ensaios de difratometria nas amostras de solo-cal e solo-cal contaminado com fertilizante observou-se a formação de calcita, em menor quantidade quando da contaminação por fertilizante. Verificou-se que a adição de fertilizantes ao solo pode alterar as características de estabilização do solo, o uso de cal cálcica traz maiores ganhos e que a perda de umidade e o controle da temperatura de cura pouco influenciam nos ganhos de resistência. / Sustainable development requires an evolution of the socio-economic development of the works involving land use. One effect is the obligation of using materials found on site or nearby. This often involves the use of materials of low engineering properties, improvement alternatives arise then these materials such as lime stabilization. However, it is known that the soil treatment may be ineffective in the presence of harmful chemicals in the soil. This thesis presents results of a laboratory study of mechanical behavior of a lateritic soil stabilized with calcic lime and with dolomitic lime. To assess the influence of chemical agents were used four types of commonly used chemical fertilizers in agriculture. The study included the characterization of soil, compaction tests, X-ray diffraction and unconfined compression tests (UCS) of soil and soil-lime and soil-lime contaminated fertilizer. The adopted levels was 1% of fertilizer and 4% lime, the cure times were 7, 14, 28, 56, 112 and 140 days under two conditions: curing in chamber without control of humidity and cure in a moist chamber to assess the influence of moisture loss humidity on the gain of resistance. The results showed that the addition of chemical fertilizers decreased the resistance in up to 13% in mixtures with nitrogen fertilizers and dolomitic lime and 36% in mixtures with nitrogenous fertilizers and calcic lime. The gain in strength with calcic lime was double the gain with dolomitic lime, whereas the highest values observed. Mixes with dolomitic lime be subject to wet cure had greater gains in all curing times, though insignificant, the mixtures of calcic lime had higher gains when the curing chamber without control of humidity, up to 60kN / m² more to 56 days. In all diffraction tests of soil samples with lime and lime-soil-fertilizer observed the formation of calcite, a lesser amount when the contamination by fertilizer. It was found that adding fertilizer to soil can alter the characteristics of soil stabilization, the use of calcic lime brings greater gains, and the loss of humidity of the moisture and temperature control of cure little influence on gains in strength.

O crescente aumento do volume de tráfego, o excesso de cargas e a carência de manutenção têm contribuído cada vez mais para a degradação prematura dos pavimentos asfálticos. Na procura por materiais de elevado desempenho, uma alternativa que vem ganhando destaque é a incorporação de cal hidratada a concretos asfálticos. Nesta dissertação apresentam-se e analisam-se os resultados de uma investigação sobre a influência de dois tipos de cal (calcítica e dolomítica) em misturas asfálticas formuladas com ligante convencional e polimerizado. Os resultados demonstraram que a melhoria das propriedades de concretos asfálticos depende significativamente da qualidade da cal e do teor utilizado, sendo que não se observaram benefícios adicionais ao aumentar-se o teor de 1% para 2%. A cal calcítica mostrou-se mais eficiente na melhoria das propriedades das misturas asfálticas, proporcionando aumentos significativos de módulo de resiliência e resistência à tração. Além disso, nas misturas com cal ocorreram menores reduções de resistência e de módulo com a elevação da temperatura de ensaio e após processo de condicionamento para simular os efeitos deletérios da água e envelhecimento. De forma geral, a influência da cal foi mais efetiva em misturas com ligante convencional, onde sua incorporação promoveu comportamento semelhante, ou em alguns casos até superior, ao das misturas elaboradas com ligante modificado. Amostras sem cal acumularam deformações permanentes superiores no ensaio de creep dinâmico às registradas em amostras com cal hidratada, sem observarem-se comportamentos significativamente diferentes com ligantes convencional ou modificado. Ao analisar-se a influência de cal no envelhecimento de ligantes (RTFOT), observaram-se menores variações de viscosidade (menor enrijecimento) em amostras de ligante convencional com cal calcítica, seguindo tendência constatada em trabalhos internacionais, que relatam redução na taxa de envelhecimento em misturas asfálticas devido à incorporação de cal. A análise global dos resultados de ensaios realizados nesta pesquisa aponta que é possível produzir misturas asfálticas de elevado desempenho e durabilidade através da incorporação de cal hidratada, mas que a magnitude dos benefícios obtidos depende significativamente da qualidade da cal (porcentagem de óxido de cálcio) e do tipo de ligante utilizados em sua formulação. / The increasing growth of traffic volume and overloading and the lack of maintenance have growingly contributed for asphalt pavements early distress. In the search for high performance materials, the incorporation of hydrated lime to asphalt concretes has been gaining relevance. In this dissertation the results of a research on the influence of two kinds of lime (calcitic and dolomitic) in asphalt concretes (AC) with conventional and polymer binders are presented and analyzed. Laboratory tests results show that the improvement of AC properties highly depend on lime quality and content, no additional benefits being observed when lime content increases from 1% to 2%. Calcitic lime showed to be more efficient improving AC properties, especially regarding resilient modulus and split tensile strength, which significantly increased. Besides, adding lime made asphalt mixes strength and modulus less sensitive to temperature increase and also to hardening and to water deleterious effects. All in all, lime benefits were stronger when added to AC with conventional binder. In fact, asphalt mixtures with conventional binder and calcitic lime performed even better than mixtures with polymermodified binder. In dynamic creep tests, specimens of AC without lime accumulated higher permanent deformations than AC specimens with hydrated lime, regardless the type of binder. Regarding the influence of lime in binders aging (RTFOT), viscosity variations of lesser magnitude were observed in samples of conventional binder and calcitic lime, following the pattern described in international works, which report the decrease of aging rate of asphalt mixtures due to lime incorporation. Globally, tests results point out that asphalt mixtures with high modulus and resistance to permanent deformation may be obtained by adding hydrated lime. However, the extent of benefits highly depends on lime quality (calcium oxide content) and type of asphalt binder used.

O óleo essencial de Citrus latifolia Tanaka (limão Tahiti) possui grande valor comercial e aplicações em diversos tipos de indústrias. A extração enzimática de óleos vegetais fixos aumenta o rendimento, consome pouca energia e causa um mínimo impacto ambiental, porém poucos estudos avaliaram o seu emprego para a extração de óleos essenciais de plantas aromáticas. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de uma tecnologia enzimática para a extração do óleo essencial de cascas de C. latifolia Tanaka, além de avaliar a percentagem de compostos bioativos, como cumarinas, nos resíduos dos processos de extração. Para tanto, foram realizados pré-tratamentos enzimáticos nas cascas, através de um complexo constituído principalmente por celulases, caracterizado em papel filtro (FPA), e posterior extração do óleo por hidrodestilação. Nos três primeiros experimentos foram avaliados o efeito da carga enzimática (5, 7 e 12 FPA/g de substrato), o efeito do tempo de pré-tratamento enzimático (1, 2 e 3 horas) e o efeito do pré-tratamento em cascas trituradas sobre o rendimento e a composição do óleo essencial obtido por 1 hora de hidrodestilação. Em outro experimento foi avaliada a possibilidade de redução no tempo de hidrodestilação através do pré-tratamento enzimático, utilizando-se cargas de 5, 7 e 12 FPA/g em cascas trituradas, calculando-se o rendimento em óleo durante a hidrodestilação em diferentes intervalos de tempo (10, 15, 20, 30, 40, 50 e 60 minutos). As cumarinas foram extraídas com hexano dos resíduos líquidos e sólidos das hidrodestilações através de extração líquido-líquido e soxhlet, respectivamente. As análises dos compostos dos óleos essenciais e das cumarinas foram feitas por cromatografia gasosa (GC) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS). Nos três primeiros experimentos descritos não foram verificadas diferenças estatísticas entre os rendimentos em óleo das amostras pré-tratadas enzimaticamente e os controles, demonstrando que o pré-tratamento enzimático não alterou o rendimento em óleo obtido por 1 hora de hidrodestilação. Porém, a análise dos componentes dos óleos permitiu observar um aumento nas proporções de alguns compostos oxigenados (p<0,05), responsáveis pela qualidade do aroma. No experimento onde foi avaliada a diminuição do tempo de hidrodestilação, verificou-se que o pré-tratamento com carga de 5 FPA/g atingiu o rendimento máximo em torno de 30 minutos do processo de destilação, enquanto que no controle o rendimento máximo foi em torno de 50 minutos. Utilizando-se a carga de 7 FPA/g, o rendimento máximo foi atingido em torno de 20 minutos, o mesmo ocorrendo com a carga de 12 FPA/g, enquanto que no controle foi em torno de 40 e 50 minutos, respectivamente. Estes resultados indicam que o pré-tratamento enzimático reduz o tempo de hidrodestilação apresentando vantagens do ponto de vista de custo energético e de integridade dos componentes do óleo, visto a redução do tempo de exposição do material vegetal à temperatura de ebulição da água, preconizando as bases para um processo tecnológico que envolve pré-tratamento enzimático associado à hidrodestilação para ser empregado na obtenção de óleo essencial de C. latifolia Tanaka. Em relação às cumarinas, os resultados obtidos indicaram que a percentagem da maioria desses compostos não foi alterada quando as amostras sofreram pré-tratamento enzimático. Entretanto, propõe-se que os resíduos gerados pela hidrodestilação podem ser aproveitados e utilizados como fonte de cumarinas. / Citrus latifolia Tanaka (Tahiti lime) essential oil has a high commercial value and a large application in different industries. The enzymatic extraction of vegetable oils increases yields extraction, energy efficient and cause minimal environmental impact, but few studies have evaluated its use for the extraction of essential oils from aromatic plants. As a result, this study aimed to contribute to the development of enzymatic technology for extraction of essential oil from peels of C. latifolia Tanaka, and assess the proportion of bioactive compounds such as coumarins, in wastes extraction processes. To do so, it was performed enzymatic pretreatment of the peels, through a complex composed primarily of cellulases, characterized in filter paper (FPA), and subsequent extraction of oil by hydrodistillation. In the first three experiments were evaluated the effect of enzyme loading (5, 7 and 12 FPA/g substrate), the effect of time of enzymatic pretreatment (1, 2 and 3 hours) and the effect of pretreatment on crushed peels, on yield and composition of essential oil obtained by 1 hour hydrodistillation. In another test, it was evaluated the possibility of reducing the time hydrodistillation by enzymatic pretreatment, using loads of 5, 7 and 12 FPA/g of crushed peels, calculating the oil yield during the hydrodistillation at different intervals time (10, 15, 20, 30, 40, 50 and 60 minutes). The coumarins were extracted from the liquid and solid wastes from hydrodistillations with hexane through liquid-liquid extraction and soxhlet, respectively. The analysis of the compounds of essential oils and coumarins were made by gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS). In the first three experiments described not statistical differences were found between the oil yields of enzymatically pretreated samples and controls, demonstrating that the enzymatic pretreatment did not affect the oil yield obtained by 1 hour hydrodistillation. However, the analysis of the oil components allowed to observe an increase in the proportions of some oxygenated compounds (p < 0,05), responsible for the quality of aroma. In the experiment where was evaluated the short-time hydrodistillation, it was found that pretreatment with a load of 5 FPA/g reached the maximum yield of about 30 minutes from the distillation process, while in the control the maximum yield was about 50 minutes. Using the load of 7 FPA/g, the maximum yield was reached in about 20 minutes, the same happened with the load of 12 FPA/g, while in the control was around 40 and 50 minutes, respectively. These results indicate that enzymatic pretreatment reduces the time hydrodistillation with advantages in terms of cost efficiency and integrity of the oil components, since the reduction in exposure time of the plant material at a temperature of boiling water, pointing out the foundation for a technological process that involves enzyme pretreatment associated with hydrodistillation to be employed in obtaining essential oil of C. latifolia Tanaka. For the coumarins, the results indicated that the percentage of most of these compounds was not altered when the samples were enzymatically pretreated. However, it is proposed that the waste generated by hydrodistillation can be recovered and used as a source of coumarins.

Orientadores: Bernardino Ribeiro de Figueiredo, Jaime Wilson Vargas de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_RenatoPereirade_M.pdf: 3230376 bytes, checksum: 0c97aa2a31e60b46ab3f3d65fdda0ace (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A drenagem ácida da mina (DAM) resulta da exposição de materiais dos sulfetados à água e ao oxigênio atmosférico. Nestes ambientes, a oxidação da arsenopirita causa a liberação do arsênio (As) para o meio ambiente. Tendo em vista o grande problema ambiental que é a dissolução do arsênio nas águas subterrâneas e superficiais, este trabalho propõe-se a verificar a eficácia do uso de calcário ('CaCO IND. 3¿) para controlar a dispersão desse metalóide no ambiente. Amostras parcialmente oxidadas de materiais sulfetados provenientes de minas de ouro do Brasil foram usadas para avaliar a mobilidade do arsênio em teste de colunas. Foram feitos testes de lixiviação em colunas passando água destilada, com intervalos de 2 semanas durante 156 dias. O comportamento das amostras ao teste estático de oxidação dos sulfetos foi semelhante, valores de balanço ácido-base (BAB) positivo, caracterizando a capacidade de geração de águas ácidas pelos materiais. Nos tratamentos onde o substrato era mais ácido (sem adição de carbonatos) a concentração de As, Fe e S nos lixiviados foram altas, enquanto nos tratamentos com adição de neutralizante (pH>7) foram encontrados baixos teores para esses elementos. Não obstante, a eficácia do carbonato sobre a mobilização do As foi menor na amostra que tinha maior quantidade de goethita. A alta correlação (r=0,749) entre o Fe e As nos lixiviados sugere que o As está sendo adsorvido nos oxi-hidróxidos formados pela oxidação do material sulfetado. A presença de enxofre nos lixiviados foi aumentada com a diminuição no pH devido ao maior poder da catálise bacteriana proporcionada pelo meio ácido. A arsenopirita teve sua velocidade de oxidação aumentada em pH baixo provavelmente devido à ação de bactérias Acidithiobacillos ferrooxidans, aumentando assim a geração de águas ácidas, e conseqüentemente, dissolvendo os oxi-hidróxidos de ferro, liberando o As que estava retido na sua estrutura. Os resultados corroboraram o uso do CaCO3 para controlar a dispersão de As em ambientes afetados por DAM. Entretanto a eficácia do tratamento com carbonato parece ser dependente da presença de óxidos-hidróxidos de ferro na amostra. Estes resultados podem ser usados para a remediação de áreas afetadas por drenagem ácida de mina e mobilização de As em materiais sulfetados parcialmente oxidados / Abstract: Acid mine drainage (AMD) results from the exposure of sulfide materials to atmospheric water and oxygen. In addition to AMD, oxidation of arsenopyrite and other As bearing sulfides can release arsenic (As) into the environment. In view of the risks to living organisms due to arsenic contamination of groundwater and surface water sources this work was carried out in order evaluate the effectiveness of lime ('CaCO IND. 3) to control the dispersion of this metalloid in the environment. Partially oxidized samples of sulfide bearing materials from gold mines in Brazil were used to evaluate the arsenic mobilization by leaching tests. Columns containing ground samples, with and without liming treatments, were leached with distilled water every two weeks during 156 days. The acid-base accounting (ABA) static tests classified the samples as potential acid forming materials. In the treatments without liming, As, Fe and S concentrations in the leachates were higher than those in the treatments with carbonate. Nevertheless, the effectiveness of liming and As mobilization were less in the sample containing goethite. High correlation between Fe and As concentrations in the leachates (r=0.749) suggests that iron oxides-hydroxides retained arsenic in the solid phase. Oxidation rates of As bearing sulfides were increased at low pH, probably due to the enhanced activity of bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans) and decreased rate of Fe precipitation, thus reinforcing generation of acid water, and consequently releasing As. Our results corroborate the use of lime to control the dispersion of As in AMD affected environments. However the effectiveness of the liming treatment seems to be dependent on the presence of iron oxides-hydroxides in the sample. These findings can be useful to remediate areas affected by acid mine drainage and arsenic mobilization in partially oxidized sulfide materials / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências