Corantes são compostos altamente nocivos aos recursos hídricos; assim, inúmeras técnicas vêm sendo desenvolvidas para o tratamento desses. A fotocatálise heterogênea é uma alternativa inovadora nesse aspecto, sobretudo no que se refere à utilização de materiais multicomponentes. O objetivo do presente trabalho foi obter semicondutores baseados em Óxidos de Zinco e Cobalto por meio de Moagem de Alta Energia e avaliar o potencial dos materiais obtidos na degradação fotocatalítica do corante Rodamina B. Após caracterizações físico-químicas dos pós precursores, foi realizada a moagem de alta energia a seco e a úmido (em álcool isopropílico) por 4 e 10 horas. Foi realizado tratamento térmico no sistema multicomponente a fim de compreender seus efeitos nas propriedades fotocatalíticas do material resultante. Os materiais moídos foram caracterizados via difração de raios X, com algumas amostras também avaliadas por análise térmica, Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Energia Dispersiva; os ensaios de fotocatálise foram realizados em reator fotoquímico operante com radiação ultravioleta, enquanto os ensaios de adsorção em um reator fotoquímico operante no escuro. A presença de matéria orgânica residual ao processo de fotocatálise foi avaliada através do método de Análise de Oxigênio Consumido e a formação de subprodutos orgânicos através de Infravermelho por Transformada de Fourier. Os resultados indicaram que o pó do Óxido de Zinco precursor possui tamanho submicrométrico e o Óxido de Cobalto micrométrico. As fases cristalinas identificadas foram a Wurtzita e Espinélio para o óxido de Zinco e Cobalto, respectivamente, fases que persistem após a moagem. A redução no tamanho das partículas foi dependente das condições de moagem, sendo a amostra composta por óxidos de Zinco e Cobalto moída a úmido por dez horas a que apresentou cominuição mais efetiva. O tratamento térmico atuou na formação de uma solução sólida entre os óxidos trabalhados. Foi observado variação na atividade fotocatalítica para as várias condições investigadas, com tempos médios de meia vida do corante entre 7,6 e 165,0 minutos. No sistema composto por óxidos de Zinco e Cobalto, a amostra moída por dez horas a úmido apresentou valor médio para velocidade aparente de reação 56% maior que a mistura precursora. Os melhores resultados em fotocatálise, contudo, foram referentes ao Óxido de Zinco moído a seco por quatro horas, que apresentou velocidade aparente de reação 30% maior que o Óxido de Zinco precursor. Testes de adsorção não demonstraram tendência temporal da fisissorção do corante nos diferentes materiais. Os testes de Oxigênio Consumido e Infravermelho por Transformada de Fourier foram, de forma geral, concordantes entre si inferindo na mineralização do corante. / The dyes are dangerous compounds for the water environment; thus, numerous techniques have been developed for their treatment. The heterogeneous photocatalysis is a new alternative in this scope, especially in multicomponent systems. The aim of this research is to obtain semiconductors based on Zinc and Cobalt Oxides by the High Energy Ball Milling technique and evaluate the potential of the obtained materials to degrade Rhodamine-B dye. The physicochemical features of the starting materials were determined by different techniques of characterization. Dry milling was processed during 4 and 10 hours and wet milling (in isopropyl alcohol) at the same time. Heat-treatment was performed in the multicomponent system in order to correlate its effect in the materials properties. The obtained materials also were characterized by X-Ray diffraction; and some samples evaluated by thermal analysis, Scanning Electron Microscopy and Dispersive Energy Spectroscopy; and the photocatalytic tests were carried out in ultraviolet photochemical reactor and adsorption tests were performed in the dark. The presence of residual organic matter after the photocatalytic processes were evaluated by the Consumed Oxygen Analysis, as well as the formation of organic subproducts were evaluated by the Fourier Transform Infrared. The results indicate that the major part of raw Zinc Oxide showed particles in submicrometer size whereas the Cobalt Oxide presented the same feature basically in micrometric size. The crystallographic structures of the Wurtzite for Zinc Oxide and Spinel for Cobalt Oxides, and that these phases are the same that ones after the milling process. The heat-treatment was efficient to promote solid solution between the oxides applied in this work. The reduction in particle size was dependent of conditions of the milling; wherein the sample composed of Zinc and Cobalt oxides milled by ten hours in wet media showed the best result in comminution process. The major part of the materials presented photocatalytic activity, with half-life time between 7.6 and 165.0 minutes. Among the materials composed by Zinc and Cobalt oxides, the sample milled by ten hours in wet media presented average values for apparent reaction ratio 56% greater compared to the raw material blend. Nevertheless, pure Zinc Oxide milled the dry media during four hours presented the best results with apparent reaction ratio 30% greater compared to the raw Zinc Oxide. There were no temporal behavior of the dye’s physisorption on the materials evaluated by the adsorption tests. Generally speaking, the Oxygen Consumed technique and Fourier Transform Infrared tests were concordant with each other inferring in the mineralization of the dye. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Segundo dados do INCA, o câncer é a segunda maior causa de morte no país, sendo que os tratamentos convencionais para a doença, quimioterapia e radioterapia, não são capazes de selecionar as células doentes, o que leva a efeitos indesejáveis para o paciente. Com o intuito de otimizar o tratamento do câncer, bem como de outras doenças, nanodispositivos vêm sendo estudados para aplicação na liberação controlada de fármacos. Neles, as nanopartículas magnéticas são usadas como núcleos magnéticos, para direcionar o fármaco até a região desejada. Um polímero é utilizado como material biocompatível, o qual é responsável pela imobilização do fármaco nas nanopartículas e permite sua liberação mediante um estímulo externo (aquecimento). Com o intuito de se desenvolver tais nanodispositivos, nanopartículas magnéticas de óxido de ferro foram sintetizadas através da técnica de coprecipitação (sonoquimicamente assistida ou não) e funcionalizadas com alcoxisilanos (APTMS e MPTS), o que permitiu seu encapsulamento com diferentes polímeros como poli(n-isopropilacrilamida) e policaprolactona. A caracterização dos nanodispositivos foi realizada através das técnicas de DRX, MEV e DLS, confirmando o desenvolvimento de um dispositivo de escala reduzida, com estreita faixa de distribuição de tamanhos e com estabilidade adequada para aplicação requerida na área da biomedicina. A técnica de espectroscopia na região do infravermelho, bem como a curva de titulação potenciométrica, foi utilizada para confirmar a funcionalização das partículas e seu posterior encapsulamento. / According to INCA, cancer is the second biggest cause of death in the country. Furthermore, conventional treatments for the disease, chemotherapy and radiotherapy, are not able to select the diseased cells, which leads to undesirable effects for the patient. In order to optimize the treatment of cancer and other diseases, nanodevices have been studied for application in controlled release of drugs. Magnetic nanoparticles are used as magnetic cores, in order to direct the drug to the desired area. A polymer is used as biocompatible material, which is responsible for encapsulating the drug in the nanoparticles and allowing its release by an external stimulus (heating). In order to develop a nanodevice, magnetic iron oxide nanoparticles were synthesized by coprecipitation technique (sonochemically assisted or not) and functionalized with alkoxysilanes (APMTS and MPTS), which allowed it encapsulation in different polymers, like poly(N-isopropylacrylamide) and polycaprolactone. The characterization of the nanodevices was carried out by XRD, SEM and DLS techniques, among others, confirming the development of a small-scale device with a narrow range of size distribution and adequate stability required for application in the biomedical field. The spectroscopy in the infrared region, and the potentiometric titration curve, was used to confirm the functionalization of the particles and their subsequent encapsulation. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Phdthesis.pdf: 2066544 bytes, checksum: e0228e0a7b8f6d7fd74050413d2db6d3 (MD5) Previous issue date: 2007-05-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / In this work we develop a three-scale mathematical modeling to describe electro-chemical couplings in clays using the asymptotic homogenization procedure of periodic structures. We consider the porous medium composed of kaolinite particles saturated by an electrolyte solution of water-solvent and four ionic solutes monovalents Na+, H+, Cl-, OH-At the nanoscale we develop the model of the electrical double layer wherein the electric potential and local charge distribution are ruled by the Poisson- Boltzmann problem. In addition we incorporate the protonation/deprotonation chemical reaction between the fluid and the particle surface and consequently we quantify the dependence of the surface charge density of the particles with the pH of the electrolyte solution. At the microscale, or pore-scale, the movement of the aqueous solution is governed by the Stokes problem whereas ion transport by the Nernst-Planck equation. The pore-scale governing equations are supplemented by slip boundary condition in the tangential velocity of the fluid and adsorption interface conditions arising from the averaging of the nanoscale model. We then homogenize the microscopic model to the macroscale and derive effective equations with additional closure relations for the macroscopic coefficients. The macroscopic model is discretized by the finite volume method and numerical simulations of electrokinetical remediation of a contaminated soil are performed. The numerical results illustrate the strong dependence of the remediation efficiency on the pH of the aqueous solution. / Neste trabalho desenvolvemos a modelagem matemática e computacional em três escalas (nano-micro-macro) do acoplamento eletroquímico em um meio poroso argiloso adotando técnicas de homogeneização de estruturas periódicas. Consideramos o meio poroso uma caulinita saturada por uma solução eletrolítica composta por um solvente aquoso e quatro solutos iônicos monovalentes Na+, H+, Cl-, OH-. Na escala nanoscópica adotamos a modelagem da dupla camada elétrica onde o potencial elétrico e a densidade de carga são governados pelo problema de Poisson-Boltzmann. Incorporamos ao modelo nanoscópico as reações de protonação/deprotonação entre o fluido e a superfície da partícula argilosa e quantificamos numericamente a dependência da carga superficial com o pH da solução eletrolítica. Na escala microscópica, ou escala do poro, o movimento da solução aquosa é governado pelo problema de Stokes e o transporte dos íons pelas equações de Nernst-Planck. As equações microscópicas são suplementadas por condições de contorno de deslizamento da componente tangencial do campo de velocidade e de adsorção dos íons que representam a média do modelo posto na escala nanoscópica. A partir dos modelos nanoscópico/microscópico desenvolvemos a homogeneização do problema derivando o modelo na escala de Darcy (macroscópica) com os respectivos problemas de fechamento para os coeficientes das equações efetivas postos na célula periódica. Finalmente discretizamos o modelo macroscópico utilizando o método de volumes finitos e realizamos simulações numéricas em regimes permanente e transitório do processo de descontaminação de um solo argiloso por técnicas de eletrocinética. Os resultados ilustram a forte dependência da eletroremediação com o pH da solução.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesisRosa.pdf: 2324244 bytes, checksum: e7604311281924e9c68f2886457323e8 (MD5) Previous issue date: 2009-01-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / In the context of the stochastic perturbations theories we analyze the accuracy of two linear poroelastic models applied to highly heterogeneous porous media subject to uncertainties in the permeability and the elastic constants. The poroelastic models completely and weakly coupled analized arise characterized by the degree of intensity coupling between the hydrodinamics, governor of the percolation of the fluid and poromechanics which governs the deformation of the porous matrix. New equations for the moments of effective solutions using techniques of asymptotic expansion. In light of the perturbation theory are set simplifying assumptions that clarify clearly the domain of validity of weakly coupled model, widely used in simulation of oil reservoirs in the presence of heterogeneities and correlation in poroelastic coefficients. Computational simulations of the primary extraction of oil process are carried out using Monte Carlo techniques in conjunction with finite element methods. Results obtained clearly confirm the conjecture established by the perturbation theorie related with the inaccuracy of the weakly coupled model in the presence of variability in the elastic constants. The methodology used allows to quantify the distance between the two poroelastics models and therefore propose the appropriate model for different conditions of loading and variability of the geological formation. / No contexto das teorias de perturbação estocástica, analisamos a acurácia de dois modelos poroelásticos lineares aplicados a meios porosos altamente heterogêneos sujeitos as incertezas na permeabilidade e nas constantes elásticas. Os modelos poroelásticos completamente e fracamente acoplados analisados surgem caracterizados pelo grau de intensidade de acoplamento entre a hidrodinámica governante da percolação o do fluido e a poromecânica que rege as deformações da matriz porosa. Novas equações efetivas para os momentos das soluções são obtidas fazendo uso de técnicas de expansão assintótica. À luz da teoria de perturbação, são estabelecidas hipóteses simplificadoras que elucidam o domínio de validade do modelo fracamente acoplado, amplamente utilizado nos simuladores de Reservatórios de Petróleo, na presença de heterogeneidades e correlação nos coeficientes poroelásticos. Simulações computacionais do processo de extração primária de petróleo são realizadas utilizando técnicas de Monte Carlo em conjunção com métodos de elementos finitos. Resultados numéricos obtidos confirmam pela teoria de perturbação relacionada com a inacurácia do modelo fracamente acoplado na presença de variabilidade nas constantes elásticas. A metodologia empregada permite quantificar a distância entre os dois modelos poroelásticos, e consequentemente, propor a escolha do modelo apropriado para diferentes condições de carregamento e variabilidade da formação geológica.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RochaMSc2012.pdf: 6009136 bytes, checksum: ff02334f6689f3a9934cb90d26026eda (MD5) Previous issue date: 2013-02-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / A new two-scale computational model is constructed for swelling porous media. The model, based on the homogenization technique is applied to the nanoscopic governing equations of the electro-chemo-mechanical coupling that arises when the charged solid matrix is saturated by an electrolyte solutions containing cations and anions. The non-local pore-scale model is constructed within the framework of Statistical Mechanics and leads to a Fredholm integral equation of second type for the ion-particle correlation function coupled with Poisson problem for the electric potential. When combined with the fluid equilibrium condition such problem gives rise to a constitutive law for the fluid stress tensor in terms of the disjoining pressure which dictates the swelling of the porous medium. The homogenization procedure, based on formal asymptotic expansions, is applied to up-scale the model to the macroscale leading to a two-scale constitutive law for the swelling pressure appearing in the modified effective stress principle. Within the framework of Statistical Mechanics the two-scale model is capable of capturing the deviations from the classical Gouy-Chapman Poisson-Boltzmann-based theory (which treat the ions as point charges) induced by the finite size short-range ion-ion correlations effects due to the treatment of the ions as charged hard spheres with charge located at their center. Numerical solutions of the integro-differential problem posed in a periodic cell are constructed making use of a sequential algorithm which consists of delaying the terms independent of the electric potential in the Poisson equation. Application of this technique give rise to two problems, the first being a non-linear Poisson problem, discretized by Galerkin's method and the second consisting of integral equations for the correlation functions. These in turn are discretized by the Collocation method taking as basis functions the eigenfunctions related to their respective kernels. With this choice of basic functions, each integral equation reduces to an algebraic equation. In this context we are faced with two new problems. The first consists of the integral eigenvalue problems concerning the kernels, discretized by Galerkin's method and the second a system of nonlinear equations for the coefficients of expansions of the unknowns. Numerical results for the correlation functions and electric potential are obtained for two-dimension and stratified arrangements of the macromolecules. Continuing in the stratified arrangements results for the swelling pressure are obtained showing that the effects of ion-ion correlation forces give rise to anomalous attraction patterns between the particles for divalent ions. Such class of attractive adverse phenomena lead to new reactive transport regimes of contaminants in swelling media due to the anomalous adsorption/desorption of the ionic species coupled with clay swelling. / Neste trabalho construímos um novo modelo computacional em duas escalas de meios porosos expansivos (argila, polímeros, tecidos biológicos) advindo do processo de homogeneização das equacões postas na escala dos nano-poros governantes do acoplamento eletro-químico-mecânico quando a matriz porosa, carregada negativamente na superfície do sólido, é saturada por uma solução eletrolítica composta por cátions e ânions. O modelo não local construído na escala dos nano-poros é baseado na Mecânica Estatística e conduz a uma equação efetiva integral de Fredholm de segunda espécie para a função de correlação íon-partícula acoplada com o problema de Poisson para o potencial elétrico. Quando combinado com a condição de equilíbrio no fluido, tal problema eletro-químico dá origem à uma lei constitutiva para o tensor de tensões do fluido formulada em termos da pressão de disjunção governante do inchamento do meio poroso. O processo de homogeneização baseado em expansões assintóticas é utilizado na macroscopização do modelo levando à uma lei constitutiva em duas escalas para a pressão de disjunção que surge no princípio das tensões efetivas modificado e cuja magnitude governa a expansão do meio poroso. No contexto da Mecânica Estatística, o modelo em duas escalas é capaz de capturar desvios em relação a teoria clássica de Gouy-Chapman Poisson-Boltzmann (que trata os íons como cargas pontuais) induzidos pelos efeitos das correlações de curto alcance íon-íon devido ao tratamento destes como esferas duras com carga elétrica localizada no centro de cada esfera. Soluções numéricas do problema integro-diferencial posto na célula periódica são construídas fazendo uso de um algoritmo sequencial que consiste em atrasar os termos independentes do potencial elétrico na equação de Poisson. A aplicação desta técnica dá origem a dois problemas, sendo o primeiro um problema de Poisson não linear, discretizado pelo método de Galerkin e o segundo que consiste nas equações integrais para as funções de correlação. Estas por sua vez são discretizadas pelo método da Colocação tomando como funções base as autofunções relacionadas aos seus respectivos núcleos. Com esta escolha das funções de base, cada equação integral naturalmente se reduz a uma equação algébrica. Neste contexto construímos dois novos problemas. O primeiro consiste nos problemas integrais de autovalores para os autopares relativos aos núcleos, discretizados pelo método de Galerkin e o segundo um sistema de equações não lineares para os coeficientes das expansões das incógnitas. Resultados numéricos para as funções de correlacão e potencial elétrico são apresentados para arranjos bidimensionais e estratificados de macromoléculas. Ainda nos arranjos estratificados resultados para a pressão de disjunção são obtidos mostrando que efeitos das correlações íon-íon estão associados a perfis anômalos de atração entre as partículas para íons bivalentes. Tal classe de fenômenos atrativos adversos dá origem a novos regimes de transporte reativo de contaminantes em solos argilosos expansivos devido ao surgimento do processo anômalo de adsorção/dessorção do poluente acoplado ao inchamento da argila.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-05-06T18:57:18Z No. of bitstreams: 1 Texto completo.pdf: 760435 bytes, checksum: fcd8352f099442873ca1ab59e54056ab (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-05-06T18:57:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Texto completo.pdf: 760435 bytes, checksum: fcd8352f099442873ca1ab59e54056ab (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-06T18:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Texto completo.pdf: 760435 bytes, checksum: fcd8352f099442873ca1ab59e54056ab (MD5) Previous issue date: 2007-08-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / In this work we propose a model of two scales to describe the two-phase drainage in fractured poroelasty environment. The derivation of the macroscopic model is obtained through a technique of homogenization of periodic structures applied to the micromechanical model that governs the micro-structure of the environment composed by matrix poroelastic surrounded by a related net of fractures filled out by two Newtonian incompressible immiscible fluids, such as water and oil. In this context, our main result consists of obtaining a hierarchy of macroscopic models with effective parameters. The constituent theory that governs the behavior of these parameters is built through resolution of the local problems of closing that appear of the process of scale change. Among the homogenized parameters we give a particular emphasis to the constituent law obtained for the stress of the effective tensions. Besides the poroelastic behavior with the deformation of the porous skeleton this exhibits the additional dependence with the intermolecular tensions emerging of the discontinuity of the saturation between the systems of blocks and fractures. Numerical simulations of the local cells problems obtained by the method of the finite elements are explored in the reconstruction of the constituent laws of the homogenized coefficients. / Neste trabalho propomos um modelo a duas escalas para descrever escoamentos multifásicos em meios poroelásticos fraturados. A derivação do modelo macroscópico é obtida via técnica de homogeneização de estruturas periódicas aplicada ao modelo micromecânico que governa a microestrutura do meio composta por uma matriz poroelástica circundada por uma rede conexa de fraturas preenchidas por dois fluidos Newtonianos imiscíveis incompressíveis, tais como água e óleo. Neste contexto o nosso principal resultado consiste na obtenção de uma hierarquia de modelos macroscópicos com parâmetros efetivos. A teoria constitutiva que rege o comportamento destes parâmetros é construída via resolução dos problemas locais de fechamento que surgem do processo de mudança de escala. Dentre os parâmetros homogeneizados damos ênfase particular à lei constitutiva obtida para o tensor das tensões efetivas. Além do comportamento poroelástico com a deformação do esqueleto poroso, esta exibe a dependência adicional com as tensões intermoleculares advindas da descontinuidade da saturação entre os sistemas de blocos e fraturas. Resultados computacionais dos problemas de célula locais, obtidos pelo método dos elementos finitos, são explorados na reconstrução das leis constitutivas dos coeficientes homogeneizados.

Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-05-18T18:52:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EmpregoResiduoSilicio.pdf: 10625029 bytes, checksum: be55a09ac4e1646305f9d90ea737d824 (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-05-18T18:53:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EmpregoResiduoSilicio.pdf: 10625029 bytes, checksum: be55a09ac4e1646305f9d90ea737d824 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T18:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EmpregoResiduoSilicio.pdf: 10625029 bytes, checksum: be55a09ac4e1646305f9d90ea737d824 (MD5) Previous issue date: 2017-12-19 / A reutilização de resíduos industriais e matérias primas alternativas na construção civil é fundamental para um desenvolvimento sustentável com redução do consumo de recursos naturais e emissões de CO2. Nesta linha, o presente estudo contempla a utilização de um rejeito em pó, oriundo da produção do silício metálico, o qual é designado como resíduo do pré-separador. Desta forma, é objetivo desta pesquisa, produzir e avaliar propriedades de cimentos Portland tipo composto CP II-E com adição, durante a sua fabricação, de resíduo industrial de silício metálico após calcinação. Para tanto, o resíduo foi empregado em substituição parcial à escória de alto forno, em teores em massa de 30%, 50% e 70%, além da situação de referência, o qual nenhum resíduo de silício foi adicionado ao cimento (0%). Propriedades dos cimentos, produzidos com resíduos, foram avaliadas quanto a sua composição química, mineralógica, parâmetros físicos (finura, tempos de pega, perda ao fogo e resíduo insolúvel), resistência à compressão, absorção de água, absorção por capilaridade, técnicas microscópicas e técnicas analíticas (DR-X, composição química e análises térmicas de TG/DTG). Como resultados, não houve diferenças significativas nos parâmetros físicos dos cimentos produzidos. Argamassas de cimento produzidas com maiores teores de resíduo (70% e 50%) apresentaram os maiores valores de resistência à compressão e menores valores de absorção de água capilar, índice de vazios e absorção de água por capilaridade que as argamassas produzidas com cimento padrão (sem resíduo silicoso). O mesmo não foi observado para argamassas de cimento com 30% de resíduo de silício. Técnicas analíticas de imagens de microscopia eletrônica de varredura indicaram uma porosidade mais fechada para argamassas de cimento nos teores de 70% e 50% de cimento com resíduo. Assim, como conclusão, o aproveitamento do resíduo estudado como material de substituição parcial da escória granulada em cimento composto tipo “E” é viável tecnicamente e ambientalmente. / The reuse of industrial waste and alternative raw materials in construction is fundamental to sustainable development with reduced consumption of natural resources and CO2 emissions. In this line, the present study contemplates the use of a powdered waste, originating from the production of metallic silicon, which is designated as pre-separator residue. In this way, the objective of this research is to produce and evaluate properties of Portland cement composite CP II-E with the addition, during its manufacture, of metallic silicon industrial residue after calcination. For this purpose, the residue was used in partial replacement to blast furnace slag, in mass contents of 30%, 50% and 70%, in addition to the reference situation, in which no silicon residue was added to the cement (0%). . Cement properties, produced with residues, were evaluated for their chemical composition, mineralogical, physical parameters (fineness, picking times, fire loss and insoluble residue), compressive strength, water absorption, absorption by capillarity, microscopic techniques and analytical techniques (DR-X, chemical composition and thermal analyzes of TG / DTG). As results, there were no significant differences in the physical parameters of the cements produced. Cement mortars produced with higher residue contents (70% and 50%) had the highest values of compressive strength and lower values of capillary water absorption, voids index and water absorption by capillarity than mortars produced with standard cement ( without siliceous residue). The same was not observed for cement mortars with 30% silicon residue. Analytical techniques of scanning electron microscopy images indicated a more closed porosity for cement mortars in the contents of 70% and 50% of cement with residue. Thus, as a conclusion, the utilization of the residue studied as partial replacement material of granulated slag in composite cement type "E" is technically and environmentally feasible.

Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-04T16:01:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ResistenciaFendilhamentoElementos.pdf: 8013783 bytes, checksum: 662aa4470f6e7bad187aa11e61b3f33c (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-04T16:02:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ResistenciaFendilhamentoElementos.pdf: 8013783 bytes, checksum: 662aa4470f6e7bad187aa11e61b3f33c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-04T16:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ResistenciaFendilhamentoElementos.pdf: 8013783 bytes, checksum: 662aa4470f6e7bad187aa11e61b3f33c (MD5) Previous issue date: 2018-07-06 / A reciclagem de resíduos sólidos de construção civil é apresentada como uma alternativa sustentável e economicamente viável, principalmente se aplicada em um contexto industrial, como a produção de estruturas pré-moldadas de concreto. Entretanto, a utilização de agregados graúdos reciclados de concreto (AGRC) para produção de estruturas ainda gera muitas incertezas devido às variáveis relacionadas à própria origem do material. Neste contexto, este trabalho busca analisar o comportamento e a resistência ao fendilhamento de elementos estruturais com AGRC. Um programa experimental foi desenvolvido com 36 espécimes prismáticos locais com objetivo de avaliar a influência de parâmetros como a taxa de substituição de agregados naturais por agregados reciclados (0%, 30% e 100%), concentração de carregamento e a atuação das armaduras transversais. Todos os espécimes romperam por fendilhamento, e foram analisadas a resistência, modo de ruptura, deslocamentos e deformações no concreto e nas armaduras. Os resultados foram comparados com os de outros trabalhos na literatura e com estimativas de resistência do ACI 318 (2014), fib Model Code 2010 (2013), Eurocode 2 (2004) e ABNT NBR 6118 (2014). Não foram encontradas evidências de uma influência significativa no comportamento e resistência ao fendilhamento de elementos estruturais com uso de AGRC em diferentes taxas de substituição. Entretanto, foram observados que fatores como a concentração de carregamento e uso de armaduras transversais interferem na maneira como se distribuem as tensões na estrutura, podendo aumentar ou reduzir a ductilidade e resistência ao fendilhamento, embora sejam parâmetros que possam estar sendo negligenciados por recomendações normativas para projetos de estruturas de concreto. / Recycling of solid construction waste is presented as a sustainable and economically viable alternative, especially when applied in an industrial context, such as the production of precast concrete structures. However, the use of recycled concrete aggregates (RCA) for the production of structures still generates many uncertainties due to the variables related to the origin of the material itself. In this context, this work seeks to analyze the behavior and the strength to splitting failure of RCA structural elements. An experimental program was developed with 36 local prismatic specimens to evaluate the influence of parameters such as the rate of replacement of natural aggregates by recycled aggregates (0%, 30% and 100%), loading concentration and the performance of transverse reinforcement. All specimens failed by splitting, and the strength, rupture, displacements and strains in concrete and reinforcement were analyzed. The results were compared with other studies in the literature and with standard codes of ACI 318 (2014), fib Model Code 2010 (2013), Eurocode 2 (2004) and ABNT NBR 6118 (2014). No evidence was found of an influence on behavior and strength to splitting failure of structural elements using RCA at different replacement levels. However, it was found that factors such as loading concentration and use of transverse reinforcement interfere in the way the strains are distributed in the structure, which can increase or reduce the ductility and splitting strength, despite being parameters that could be neglected by normative recommendations for concrete structures projects.

Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-05T13:21:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SubstituicaoParcialCimento.pdf: 4365332 bytes, checksum: a4a823a2e150b352c2acaa92372c8496 (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-05T13:22:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SubstituicaoParcialCimento.pdf: 4365332 bytes, checksum: a4a823a2e150b352c2acaa92372c8496 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T13:22:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SubstituicaoParcialCimento.pdf: 4365332 bytes, checksum: a4a823a2e150b352c2acaa92372c8496 (MD5) Previous issue date: 2018-06-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A substituição parcial do cimento Portland por resíduos industriais ou materiais de origem natural com fonte renovável é um meio que já vem sendo utilizado para minimizar os impactos ambientais gerados durante sua fabricação, tais quais a emissão de CO2, alto gasto energético e exploração das jazidas de calcário. A substituição parcial desse aglomerante pode melhorar, ainda, certas propriedades de concretos e argamassas e reduzir o custo de produção. Nesse contexto, o bambu surge como um material com potencial para utilização de suas cinzas em substituição parcial ao cimento Portland, como adição mineral do tipo pozolânica, por ser um material natural com fonte renovável e rápido crescimento. Diante disso, o objetivo desse trabalho é avaliar a utilização de cinzas do colmo do bambu (Bambusa Vulgaris) como substituição parcial do cimento Portland. Para tal foram produzidas cinzas do colmo do bambu em três temperaturas de calcinação: 500ºC, 600ºC e 700ºC. A cinza produzida a 600ºC obteve índice de desempenho com o cimento Portland aos 28 dias superior ao estabelecido pela NBR 12653 (ABNT, 2014). Avaliou-se a hidratação do cimento Portland parcialmente substituído por essa cinza, em proporções de 0%, 6%, 10% e 14% e foi constatado a diminuição da concentração de hidróxido de cálcio, sendo mais expressiva com a incorporação de 10% de cinzas. Argamassas com as mesmas proporções de substituição foram avaliadas no estado fresco e endurecido. A consistência no estado fresco manteve-se constante, enquanto que a resistência à compressão, no estado endurecido, sofreu acréscimo entre 10 e 15% com a adição das cinzas. Portanto, foi concluído que a substituição parcial do cimento Portland por cinzas do colmo do bambu calcinadas a 600ºC apresentou benefícios às amostras estudadas, características de materiais considerados pozolânicos. / The partial replacement of Portland cement for industrial waste or materials of natural origin with renewable source is a way that has already been used to minimize the environmental impacts generated during its manufacture, such as CO2 emission, high energy expenditure and exploitation of the limestone deposits. The partial replacement of this binder can further improve certain properties of concrete and mortars and reduce the cost of their production. In this context, bamboo appears as a material with potential to use its ashes in partial replacement to the Portland cement, because it’s a natural material with renewable source and fast growth. Therefore, the objective of this paper is to evaluate the use of bamboo stem ashes (Bambusa Vulgaris) as partial replacement of Portland cement. For that, bamboo stem ashes were produced at three calcination temperatures: 500°C, 600°C and 700°C. The ashes produced at 600ºC obtained a performance index with Portland cement at 28 days higher than that established by NBR 12653 (ABNT, 2014). It was evaluated the hydration of the Portland cement partially substituted by this ash, in proportions of 0, 6, 10 and 14% and it was verified the decrease of the concentration of calcium hydroxide, being more expressive with the incorporation of 10% of ashes. Mortars with the same replacement proportions were evaluated in the fresh and hardened state. The consistency in the fresh state remained constant, while the compressive strength, in the hardened state, increased between 10 and 15% with the addition of the ashes. Therefore, it was concluded that the partial replacement of the Portland cement by bamboo stem ashes calcined at 600ºC presented benefits to the studied samples, characteristic of pozzolanic materials / UNAMA - Universidade da Amazônia

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Selauco Vurobi Junior.pdf: 11393281 bytes, checksum: a1e8a368c73edec5e283ae8d58f5a808 (MD5) Previous issue date: 2007-12-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Modified SAE 4118H steel was submitted to different isothermal treatments, between 700 and 400ºC for each 50ºC range, in order to evaluate the decomposition of austenite under constant temperature. The austenitization was conducted under vacuum air pressure of 10-2 atm during 15 minutes. Then, each sample was transferred to an isothermal bath stabilized in the temperature of interest. The time of each treatment was varied from 15 to 28800 seconds depending on the temperature of treatment. After each time of treatment specimens were quenched in stirred brine in order to stop transformation. After standard metallographic preparation, samples were etched with color etchants. With these reagents, the different microconstituintes of Modified SAE 4118H steel obtained after each isothermal treatment had excellent contrast. The volumetric fractions of microconstituintes were determined by systematic manual point count. For heat treated samples between 700 and 550ºC, the Modified SAE 4118H steel presented microstructure consisting of ferrite and pearlite. The bainitic microstructure formation was detected in 500 and 400ºC range. The rate of transformation of Modified SAE 4118H steel was compared with the DIN 25CrMo4 steel, because of the similarity of composition. The Modified SAE 4118H steel presented pearlite transformation faster than the DIN 25CrMo4 steel and bainitic reaction at lowest temperatures. Reducing the temperature of treatment more refined microstructures was provided, which raised the hardness levels of the Modified SAE 4118H steel. / Um aço SAE 4118H Modificado foi submetido a tratamentos isotérmicos entre 700 e 400ºC a cada 50ºC de intervalo, com a intenção de se avaliar a decomposição da austenita sob temperatura constante. Para tanto, o aço foi austenitizado sob vácuo de aproximadamente 10-2 atm durante 15 minutos. Na seqüência, transferiu-se cada amostra para um banho isotérmico estabilizado na temperatura de interesse. Variou-se o tempo de permanência sob tratamento isotérmico de 15 a 28800 segundos em função da temperatura de tratamento. Após o período de tratamento isotérmico cada amostra foi temperada em salmoura agitada para que fossem interrompidas as transformações. Após preparação metalográfica padrão, as amostras foram atacadas com reagentes de metalografia colorida. Com estes reagentes, conseguiu-se excelente contraste entre os diferentes microconstituintes do aço SAE 4118H Modificado, obtidos após cada tratamento isotérmico. As frações volumétricas dos microconstituintes formados foram determinadas por meio da contagem sistemática manual de pontos. Entre as Temperaturas de 700 e 550ºC o aço SAE 4118H Modificado apresentou microestrutura composta por ferrita e perlita. Entre 500 e 400ºC a microestrutura bainítica foi formada. As velocidades de transformação do aço SAE 4118H Modificado foram comparadas com aquelas apresentadas pelo aço DIN 25CrMo4, utilizado para a comparação devido à similaridade de composição. O aço SAE 4118H Modificado apresentou transformação perlítica mais rápida que o aço DIN 25CrMo4 e transformação bainítica a mais baixas temperaturas. A redução da temperatura de tratamento proporcionou microestruturas mais refinadas, o que elevou os níveis de dureza do aço SAE 4118H Modificado.