O crescimento das populações humanas e a necessidade urgente de melhoria das suas condições de vida, através do desenvolvimento sustentável, pressionam as reservas disponíveis para consumo, agronegócio e geração de energia. A utilização planejada dos recursos hídricos induz a formação de reservatórios através de aproveitamentos hidráulicos. A construção de barragens de concreto se iniciou no final do século XIX, e no Brasil teve notável desenvolvimento entre os anos 60 e 80, quando as barragens de concreto massa perderam competitividade em relação a diversas alternativas. O processo executivo denominado Concreto Compactado com Rolo, ou CCR, é uma evolução natural do concreto convencional, utilizando intensamente equipamentos originariamente empregados em grandes obras de terra para transporte, espalhamento e adensamento do concreto, gerando um processo industrial eficiente e competitivo. No Brasil a técnica está se mostrando competitiva em vários arranjos hidráulicos, notadamente a partir da década de 90, sendo desenvolvido o conceito de CCR com alto teor de finos pela pequena disponibilidade de pozolana no país. Pelas características intrínsecas do processo executivo, com consistência mais seca que o concreto convencional e o adensamento obtido pela aplicação de rolos compactadores, surgiram dúvidas quanto à aplicabilidade e capacidade de fornecimento de parâmetros adequados dos ensaios usualmente utilizados na caracterização e controle de qualidade de concreto convencional. Esta lacuna de conhecimento foi abordada na construção de maciços experimentais no campo, cujos resultados são conhecidos e interpretados, em geral, após o início da obra. Este trabalho propôs a execução de maciços experimentais compactados em laboratório, através de equipamento para simulação de colocação e adensamento de CCR existente no Laboratório de Concreto de FURNAS Centrais Elétricas S. A., em Goiânia. Os resultados foram validados através da comparação com os resultados do controle de qualidade do campo e testemunhos da UHE Dona Francisca, no Rio Grande do Sul. Com a validação da simulação em laboratório foram estudadas envoltórias de resistência entre camadas de concretagem para várias situações de intervalo de tempo de lançamento e de preparo e exposição de superfície de camada. Os estudos foram efetuados através de ensaios de cisalhamento direto em corpos-de-prova e testemunhos, avaliando os efeitos do traumatismo causado pela extração e pela sua usinagem, e os efeitos de sua forma propondo ensaios em testemunhos prismáticos, comparando-os com resultados equivalentes do maciço fora da junta. Os maciços experimentais de laboratório permitem a realização de ensaios de difícil execução no campo, e permitem a otimização de misturas antes do início da obra, com parametrização confiável. / The increase of human populations and the urgent need for improvements of their living conditions, by means of sustainable development, have put pressure on the water reserves, available for consumption, agribusiness and electric power generation. The planned utilization of hydro resources leads to the forming of reservoirs throughout the hydro projects. The construction of concrete dams has started at the end of the 19th century and, in Brazil, there has been an impressive development during the periods of 60’s and 70’s, when the mass concrete dams have lost the competitiveness, as compared to other several alternatives. The executive process denominated Rolled Compacted Concrete (RCC) is considered as a natural evolution of the conventional concrete, utilizing, intensively, earth-moving for transport, placement and compaction of concrete, thus generating an efficient and competitive industrial process. In Brazil, the RCC has been demonstrated to be competitive in several hydraulic arrangements, especially as of the decade of 90’s, when the RCC concept has been developed using the high fine contents approach, due to the small availability of Fly Ash in the country. Due to the intrinsic characteristics of the executive process, having dry consistency, as compared to the conventional concrete, and the compaction obtained from the application of compacting rollers, doubts came up as per the applicability and the capability of obtaining adequate parameters of the tests usually performed in the characterization and quality control of the conventional concrete. This gap of knowledge has been addressed during the construction of site full scale trials, whose results are known and interpreted, normally, after the commencement of construction works.The present work has proposed the execution of experimental test fills, in laboratory, by means of equipment for simulation of placement and compaction of RCC that exist in the Concrete Laboratory of FURNAS Centrais Eletricas S/A, in the city of Goiania, Brazil. The results have been validated throughout its comparison with those of the field quality control and cores drilled from Dona Francisca Hydroelectric Power Plant, in the State of Rio Grande do Sul. Based on the laboratory simulation validation , studies were made to determine the rupture envelope for the surface between concrete layers, for several situations of time intervals for casting, preparation and exposition of the layer’s surface. Such studies were performed by means of direct shear tests in cores and molded samples, evaluating the effects of traumatism caused by the extraction, as well as the effects of its shape, proposing tests in prismatic cores, and comparing the results with the equivalent drilled ones. The laboratory experimental test fills allow for the realization of tests that are difficult to be executed in field and also allow for the optimization of mixtures prior the job construction, at a reliable parametering.

O nióbio apresenta características que o tornam atrativo para aplicação industrial, sendo a adição como elemento de liga em aços uma das suas principais aplicações. Contudo, devido ao fato de que o Brasil seja o detentor das maiores reservas mundiais deste metal, o interesse do desenvolvimento de novas aplicações para o Nb tem despertado o interesse. O Nb apresenta excelente resistência à corrosão em soluções de cloreto mesmo com presença de agentes oxidantes. A formação espontânea, ao ar, de um filme de Nb2O5, que é aderente e resistente à corrosão, permite a manutenção da passividade em presença de meios oxidantes e redutores. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo a obtenção e caracterização de revestimentos de nióbio e nióbio-ferro aplicados pelo processo de aspersão térmica hipersônica (HVOF) sobre o aço API 5L X70. A morfologia e a microestrutura dos revestimentos obtidos foram analisadas por: microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia ótica, difração de raios-X (DRX) e perfilometria. As propriedades mecânicas dos revestimentos foram avaliadas por ensaio de aderência e microdureza Vickers. A resistência à corrosão dos revestimentos foi avaliada por monitoramento do potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl 0,05 M. A partir dos resultados obtidos foi possível observar o revestimento de nióbio-ferro60% não apresentou regiões de porosidade, enquanto a presença desses defeitos foi observada para o revestimento de nióbio. Isso pode estar associado a uma maior fusão das partículas resultantes da mistura nióbio-ferro60% em relação ao revestimento de Nb puro. O revestimento de nióbio apresentou dureza superior a do revestimento de nióbio-ferro60%. Quanto à resistência à corrosão, foi possível observar que os revestimentos obtidos promoveram a diminuição da taxa de corrosão do substrato, no entanto, a presença de descontinuidades comprometeu o efeito barreira desses revestimentos. / Niobium has characteristics that make it attractive for industrial application, and the main application have been as an addition element in steel alloys However, due to the fact that Brazil is the holder of the world's largest reserves of this metal, the interest of developing new applications for Nb has aroused interest. The Nb exhibits excellent corrosion resistance in chloride solutions even with the presence of oxidizing agents. The spontaneous formation in air of the Nb2O5 film, which is adherent and resistant to the corrosion, allows the maintenance of passivity in the presence of oxidizing and reducing environments. In this context, this study aimed to obtain niobium and niobium-iron coatings by the high velocity oxy-fuel (HVOF) process, on API 5L X70 steel substrate The morphology and microstructure of the coatings obtained were examined by: scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), optical microscopy, X-ray diffraction (XRD) and profilometry. The mechanical properties of the coatings were evaluated by test and microhardness. The corrosion resistance of the coatings was evaluated by the open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy measurements in a NaCl 0.05 M solution. From the obtained results it was observed that the coating of niobium-ferro60% showed no regions of porosity, while the presence of such defects were observed for the niobium coating. This can be associated with a further fusion of the particles of niobium-ferro60% mixing compared to pure Nb coating. Niobium coating showed greater hardness than niobium-ferro60% coating. With regard to the corrosion resistance, it was observed that the obtained coatings (niobium and niobium-ferro60%), promoted the substrate corrosion rate decrease. However, the presence of discontinuities compromised the barrier effect of these coatings.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-04T16:49:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Ricardo Henrique de Lira Silva.pdf: 14017976 bytes, checksum: 9d2262b76af4be333358e4bb3834c677 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Ricardo Henrique de Lira Silva.pdf: 14017976 bytes, checksum: 9d2262b76af4be333358e4bb3834c677 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Indústrias de médio porte de cerâmica hidrosanitária geralmente descartam entre 20 e 30 toneladas por mês de resíduo sinterizado proveniente de peças defeituosas, muitas das vezes com descarte indiscriminado. Nesse cenário, o presente trabalho propõe a incorporação dos supracitados resíduos sinterizados de cerâmica sanitária a sua própria formulação, em substituição parcial da sílica (quartzo), reduzindo impactos ambientais, bem como custos com correto descarte e uso de matérias-primas naturais. Foram confeccionados corpos-de-prova a partir de uma formulação contendo resíduo de louça sanitária, feldspato, quartzo, caulim e argila Ball Clay, quimicamente caracterizados por fluorescência de Raios-X. Os teores de resíduo utilizados na substituição da sílica foram de 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% e 10% em relação a massa total de material seco, sendo os corpos-de-prova sinterizados a 1250 oC com 120 minutos de patamar em forno túnel industrial. Após a etapa de sinterização, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de absorção de água, retração linear, porosidade aparente, massa específica aparente, resistência a flexão e microscopia eletrônica de varredura, a fim de verificar possíveis alterações micro-estruturais. Corpos cerâmicos com até 10% de substituição parcial do quartzo pelo resíduo de louça sanitária sinterizada apresentaram propriedades físicas, mecânicas e químicas compatíveis com os padrões recomendados para a confecção de louça sanitária com viabilidade tecnológica.

A indústria de ferro e aço corresponde a cerca de 8% das emissões globais de CO2. O carvão vegetal é uma alternativa existente ao uso de carvão fóssil e coque na indústria metalúrgica e é utilizado em alguns altos fornos no Brasil. Embora possua algumas vantagens em termos de maior reatividade e menor teor de cinzas em relação ao coque, o carvão vegetal possui baixa resistência mecânica e alta friabilidade, dificultando o transporte, manuseio e os processos. Não existem normas para avaliar a resistência à compressão de carvão vegetal, e os métodos existentes empregados em outras pesquisas consistem em preparar corpos de prova livres de defeitos e comprimi-los na direção das fibras. Por se tratar de um material com formato irregular, granular e anisotrópico, estes ensaios podem não revelar o comportamento de um leito de carvão vegetal, como um todo, quando sujeito a cargas compressivas. Isto pode não representar condições industriais, onde a carga sobre o carvão não é aplicada exclusivamente na direção das fibras, mas é aplicada de maneira aleatória. Esta dissertação propõe uma abordagem para se quantificar os efeitos da aplicação de cargas compressivas sobre um leito de carvão vegetal distribuído aleatoriamente. Isto representa uma tentativa de simular condições mais próximas das industriais, como ocorreria em um alto forno, em vez de fazer a análise de pedaços individuais de carvão. Foi montado um aparato consistindo em um tubo contendo um leito de carvão e com um êmbolo empurrado por máquina de ensaio universal. As experiências consistem em utilizar o aparato para realizar repetições de ensaios de compressão de carvão de tamanho inicial controlado. Assim, é obtida uma distribuição granulométrica em função da carga aplicada, que é classificada por peneiramento e pesagem. A partir disto, a distribuição granulométrica é analisada de forma qualitativa e quantitativa com uso de ferramentas estatísticas. Através dos índices de quebra e sobrevivência, o método produz resultados reprodutíveis com número de repetições suficiente. Desta forma, é possível prever o comportamento de um leito de carvão vegetal sob compressão. / The iron- and steel industry is responsible for about 8% of the total global CO2 emissions. Charcoal is an existing alternative to the use of coal and coke in the metallurgical industry and is used in some blast furnaces in Brazil. Although it has some advantages against coke in terms of higher reactivity and lower ash contents, charcoal has inherently low mechanical strength and high friability, imposing difficulties to its transportation, handling and use in processes. There are no standards to evaluate charcoal compression strength, and the existing methods used in other researches consist in using prepared specimens and compressing them in the direction of the fibres. As charcoal is irregular shaped, granular and anisotropic, these tests may not reveal the behaviour of a charcoal bed, as a whole, when undergoing compressive loads. This may not relate to industrial conditions, where the load on charcoal is not exclusively applied on the direction of the fibres, but is randomly applied instead. This dissertation proposes an approach to quantify the effects of applying load on randomly distributed bulk charcoal. This represents an attempt of simulating conditions similar to what is expected in the industrial practice, such as in a blast furnace, rather than analysing individual pieces of charcoal. An apparatus has been prepared consisting of a tube and a piston that is pushed by an universal test machine. The experiments consist in carrying out repeated tests of compression of controlled sized charcoal with the apparatus. A particle size distribution is obtained as a function of the applied load, which is then classified by screening and weighing. Based on that, the particle size distribution is analysed both qualitative and quantitatively by using statistical tools. By means of the friability and survivability indexes, the method generates reproducible results with a sufficient number of repeats. In this way, it is possible to predict the behaviour of charcoal bulk under compression.

A engenharia de materiais proporcionou os avanços mais notórios sobre o desempenho mecânico dos materiais cimentícios nas últimas décadas, ora por meio das técnicas de conformação, ora pelo projeto da microestrutura. Com isso, demonstrou-se ser falsa a idéia de que baixas resistências mecânicas seriam inerentes aos materiais cimentícios, mas, ao mesmo tempo, o restrito advento desses novos materiais aos setores de maior demanda os relegou à condição de alternativos apenas. O fato de cada tonelada de cimento Portland gerar outra tonelada de gases do efeito estufa indica que o quadro anterior precisa ser revisto. É por isso que uma das principais contribuições desse trabalho foi desenvolver a conformação por técnicas altamente produtivas e capazes de propiciar excelente desempenho mecânico, além da durabilidade, aos materiais cimentícios. A concepção e a construção de uma linha de prensagem por rolos foi o primeiro passo para que as placas cimentícias com resistência à compressão superior à 200MPa e reprodutibilidade compatível à das cerâmicas técnicas fossem obtidas de modo eficaz. Por sua vez, a extrusão, uma técnica capaz de produzir perfis com geometrias complexas e em grande quantidade, também foi bem adaptada aos materiais cimentícios, com excelente reprodutibilidade e resistência à flexão superior à 20MPa. Em ambas, prensagem e extrusão, o domínio da técnica nos permitiu obter componentes cimentícios cujas resistências mecânicas não sofrem influências de quaisquer que sejam os ambientes ao quais são expostos. A isso atribuímos o mais amplo conceito de durabilidade para um material cuja utilização depende da resistência mecânica ao longo de sua vida útil. Ainda, um método inovador para a durabilidade desses materiais foi desenvolvido neste trabalho: trata-se de sua impregnação por TEOS, um precursor de sílica molecular que reage com o hidróxido de cálcio para selar os poros pelos quais penetrou. Em números, significa a possibilidade de reduzir a porosidade dos corpos à base de cimento Portland para valores inferiores a 1% em volume, ao que se associa à concomitante redução de uma ordem de grandeza no coeficiente de difusão do íon cloro. Em resumo, os resultados que serão apresentados estão em ressonância com os mais rigorosos critérios de sustentabilidade num setor que urge por melhores perspectivas para o definitivo ingresso na era da industrialização: a construção civil. Porém, a maior virtude deste trabalho é não apenas aprimorar as etapas da engenharia dos materiais cimentícios, mas também aplicar a ciência para o entendimento da origem de sua resistência mecânica. De acordo com nossas comprovações experimentais, a resistência mecânica desses materiais é governada pelas moléculas de água confinadas em películas nanométricas entre as fases que se hidratam do cimento Portland. Essas moléculas de água se comportam como uma fase vítrea e, por sua vez, promovem adesão às superfícies que a confinam. Essa é também uma contribuição deste trabalho para tornar viável a nanotecnologia desses materiais por intermédio de um tema até então inexplorado: a adesão por água confinada. Acreditamos também que o grau de inovação sobre esse tema poderá extrapolar o material em si, visto que a vida como conhecemos é uma conseqüência direta das intrigantes propriedades da água e suas ligações hidrogênio. / The materials engineering afforded the most paramount known advances on the mechanical performance of cementitious materials in the last decades, through either casting techniques or microstructure design. Therewith, it was demonstrated to be false the idea that low mechanical strengths should be inherent to cement-based materials, but, at the same time, the limited ingress of these new materials to fields of great demands relegated them to the condition of merely alternative. The fact that each ton of Portland cement does create another ton of gases related to global warming indicates that the former situation needs to be reviewed. That is why one of the main contributions of this work was to improve casting techniques to render massive production and excellent mechanical performance, in addition to durability, for the cementitious materials. The concept and the construction of a roll compaction equipment were the first step to the cost-effective production of cementitious plates with compressive strength in excess of 200MPa, in addition to a reproducibility inasmuch as that of a technical ceramic. In the same way, the extrusion, a technique able to largely produce components of complex geometries, was also well adapted to cement-based materials which, again, showed excellent reproducibility and bending strength of more than 20MPa. In both, pressing and extrusion techniques, the control of processing steps was enough to get cement-based products whose mechanical strength barely changes, even after exposure to deleterious environments. Hereby, we attribute the widest concept of durability to a material which depends on the mechanical strength throughout its service life. Anyway, we also developed an innovative method to improve the durability of these materials along this work: TEOS impregnation. TEOS is a molecular precursor of silica which reacts with calcium hydroxide to seal the cementitious pores wherefrom it penetrated. Quantitatively, the porosity of Portland cement-based products dropped down to values around 1% in volume, what is related to concomitant reduction of chlorine ion diffusion coefficient of an order of magnitude. In summary, the results that will be demonstrated in the following chapters are in resonance with the most rigorous rules for sustainability, precisely in a field where such an initiative is welcome to help encouraging its industrialization: the building construction. However, it seems that the biggest virtue of this work is not only the improvements for cementitious materials engineering, but also to apply the science for the understanding of the origin of their mechanical strength. According to our experimental evidences, the mechanical strength of these materials is ruled by water molecules which are confined in nanometric layers between the hydrating phases of Portland cement. These water nanolayers behave themselves as glassy phase and, in their turn, promote adhesion to the surfaces which confine them. To the best of our knowledge, this work is one of the most promising contributions to become possible the nanotechnology of these materials, through a subject up to that time unexplored: the adhesion by confined water. Hence, it is likely that the innovation about this subject could exceed the material itself, once life as we know owes its peculiarities to the intrigant properties of water and to their hydrogen bonding.

O objetivo deste estudo foi a Y-TZP odontológica submetida ao envelhecimento hidrotérmico acelerado (EH). Especificamente: a) determinar a curva cinética de transformação de fase tetragonal para monoclínica; b) calcular a velocidade de crescimento da frente da camada transformada durante o EH; c) avaliar a relação entre a porcentagem de fase monoclínica e profundidade da transformação de fase com a resistência à flexão biaxial (FB); d) avaliar o efeito da associação do EH e fadiga na resistência à FB. Discos sinterizados (YZ- Vita YZ, LP-Lava Plus) foram submetidos ao EH a 120°C, 130°C e 150°C e analisados por difração de raios X (DRX). Uma amostra por grupo foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e tomografia de coerência óptica (OCT) para calcular a profundidade de transformação de fase e a velocidade da frente de transformação. Grupos de (YZ, LP e LA-Lava) foram submetidos ao EH (150°C) por (n=10): 0, 5, 25, 70 e 140 horas. Após o EH os grupos de YZ foram novamente divididos (n=10): com e sem ciclagem mecânica, todas as cerâmicas foram submetidas ao teste de flexão biaxial (ISO 6872) e análise de variância 1 fator (ANOVA) (α=0,05) para comparar os resultados. Os resultados de DRX indicam que a Y-TZP apresenta um comportamento sigmoidal de transformação de fase devido à limitação da profundidade de penetração dos raios X (~6,3 μm). As análises de MEV e OCT confirmaram o crescimento linear da frente de envelhecimento em função do tempo para todas as temperaturas. O ANOVA 1-fator demonstrou redução de 10-19% da resistência à FB após 140 horas de envelhecimento (150°C) para todas as cerâmicas, havendo correlação negativa entre profundidade da camada transformada e resistência à FB. Extrapolando os resultados de profundidade para 37°C foi calculado que a frente de transformação de fase levaria 1053 e 2104 anos para atingir a profundidade de 62,67μm e 85,55μm responsáveis pela diminuição da resistência mecânica da YZ e LP, respectivamente. A associação do EH com a ciclagem mecânica não apresentou efeitos deletérios para a YZ. O OCT foi validado como método preciso, fácil e rápido para avaliação da camada transformada e estudos de cinética. / The aim of this study was to evaluate the aging behavior of a dental Y-TZP submitted to an accelerated hydrothermal aging (HA). Specifically: a) determine the kinetic curve of tetragonal to monoclinic phase transformation (t-m); b) calculate the speed of the front of phase transformation zone growth during the HA; c) evaluate the relationship between percentage of monoclinic phase and depth of phase transformation with the biaxial flexural strength (BF); d) evaluate the effect of the association of HA and fatigue at the BF. Sintered discs of dental Y-TZP (YZ- Vita YZ, LP- Lava Plus) were submitted to HA at 120°C, 130°C and 150°C and analyzed by X-ray diffraction analysis (XRD). One specimen of each group was submitted to scanning electron microscopy (SEM) and optical coherence tomography (OCT) to calculate the phase transformation depth and the speed of the front transformation zone. Groups (YZ, LP and LA-Lava) were divided according to the aging time (n=10): 0, 5, 25, 70 and 140 hours (150°C/3.01 bar). After the HA the YZ group was divided once again (n=10): with and without mechanical cycling, all ceramics were submitted to biaxial flexural strength test (ISO 6872) and one way analysis of variance (ANOVA) (α=0.05) to compare the results. XRD results indicated that YTZP presented a sigmoidal behavior due to the limited depth of XRD penetration (~6.3 μm). SEM and OCT analysis confirmed a linear growth of the front as function of the time to all temperatures One way ANOVA showed a decrease in mechanical strength (10-19%) after 140 hours of HA (150°C) for all ceramics. Extrapolating the depth of the transformed zone results to 37°C it was calculated that the front of the transformed zone would take around 1053 and 2104 years to reach 62.67μm and 85.55μm, depth that decreased the mechanical strength of the YZ and LP, respectively. The association of HA and mechanical cycling did not present a deleterious effect for the YZ. The OCT was validated as a precise, easy and fast method to evaluate the depth of the transformed zone and for kinetics studies.

Atualmente, a alvenaria estrutural é utilizada em empreendimentos habitacionais de larga escala, nos quais as exigências de racionalização, controle, rapidez e custo são mais bem contemplados pelo sistema. No Brasil, existem empreendimentos de até 16 pavimentos construídos com blocos de alta resistência e alto controle tecnológico. A construção de edificações com maiores alturas exige o aumento da capacidade de absorção de esforços de compressão e tração. Para isso, são inseridas barras de aço nos vazados dos blocos e consolidadas com graute, a fim de aumentar a capacidade portante do conjunto. Entretanto, a influência da aderência graute/ bloco cerâmico no comportamento mecânico da alvenaria estrutural ainda é uma dúvida, visto que a NBR 15812 - 1 (ABNT, 2010) não especifica um valor de resistência para aderência graute/ bloco cerâmico, somente para graute/ aço. Frente a essa constatação, a presente pesquisa tem o objetivo de avaliar a influência da aderência graute/ bloco cerâmico estrutural no comportamento mecânico do conjunto, para determinar um valor de tensão de aderência que possa contribuir com a NBR 15812-1 (ABNT, 2010) Para isso, foram utilizados quatro tipos de blocos cerâmicos, com variação da geometria interna dos vazados e resistência mecânica à compressão. O graute foi padronizado em somente uma resistência, sendo essa de 30 MPa. Para desenvolvimento da pesquisa, inicialmente foi realizada a caracterização dos materiais e, posteriormente, realizados ensaios de push-out, resistência à compressão de blocos preenchidos com graute e microscopia óptica. Os resultados revelaram que a aderência graute/ bloco cerâmico estrutural é superior à resistência mecânica à tração do bloco cerâmico, e que a ruptura do conjunto ocorre primeiramente no bloco. Os resultados também constataram aumento da resistência mecânica à compressão axial nos blocos preenchidos com graute. / Currently, structural masonry is used in large-scale housing projects, in which the requirements of rationalization, control, speed and cost are better covered by the system. In Brazil there are projects of up to 16 floors built with high resistance and high technological control blocks. The construction of buildings with higher heights requires the increase of the capacity of absorption of compression and traction forces. For this, steel bars are inserted into hollow blocks which are then consolidated with grout in order to increase the load-bearing capacity of the assembly. However, the influence of ceramic block/grout adhesion in the mechanical behavior of structural masonry is still unknown since the NBR 15812-1 (ABNT, 2010) standard does not specify a resistance value for grout/ceramic block adhesion, only for grout/steel adhesion. In view of this finding, the present research has the objective of evaluating the influence of the structural ceramic block/grout adhesion on the mechanical behavior of the assembly in order to determine a value of adhesion tension that can contribute to the NBR 15812-1 (ABNT, 2010) standard For this purpose four types of ceramic blocks with a variation in the internal geometry of the hollow spaces and mechanical strength to compression were used. Grout was standardized in only one strength of 30 MPa. For development of the research, initially the characterization of the materials was performed and, subsequently, the tests of push-out and compressive strength of grout-filled blocks and light microscopy. The results showed that the grout/ceramic block adhesion is superior to the mechanical tensile strength of the ceramic block and, therefore, the rupture of the assembly will occur first in the block. The results also showed a significant increase of the mechanical resistance to axial compression in blocks filled with grout.

Os aços Hardox possuem microestrutura de martensita revenida e são caracterizados pelas elevadas dureza e resistência à tração, sendo empregados em situações que requerem alta resistência ao desgaste. Entretanto, os processos de soldagem alteram significativamente a sua microestrutura e propriedades. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a resistência ao desgaste de juntas soldadas de um aço Hardox 500 produzidas através do processo MAG convencional e, juntamente, com o Hardox sem soldagem (metal base), para comparação. A soldagem ocorreu utilizando dois consumíveis, um recomendado pela empresa fabricante do aço, o AWS ER80S-G, e outro de maior resistência mecânica, o consumível AWS ER120SG. As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram avaliadas através de perfis de microdureza, ensaios de tração e dobramento. Ainda, foi realizada uma análise da superfície de fratura dos corpos de prova do ensaio de tração, em microscópio eletrônico de varredura. Foram executados ensaios de desgaste por um abrasômetro do tipo roda de borracha. Análises através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para verificar os mecanismos de desgaste nas superfícies submetidas à abrasão Nos ensaios de dobramento, constatou-se que a condição soldada com o arame de menor resistência apresentou maior ductilidade. Verificou-se, também, que com a soldagem houve uma diminuição da resistência mecânica das juntas em comparação ao metal sem soldagem. Em relação aos ensaios de desgaste, com o uso do arame de maior resistência foi atingido um melhor desempenho no desgaste abrasivo em comparação ao de menor resistência, pois as taxas de desgaste foram de 0,058 e 0,083 mm³/m, respectivamente, mas o comportamento foi ainda inferior ao exibido pelo aço Hardox 500 sem soldagem, que apresentou uma taxa de desgaste de 0,031 mm³/m. Constatou-se, também, que os mecanismos de desgaste foram dúcteis em todas as condições estudadas, pois as superfícies desgastadas mostravam predominantemente micro sulcamento e regiões com micro fadiga; essa última parece ter aumentado de tamanho à medida que a dureza do material testado aumentava. / The Hardox steels have a martensite microstructure and are characterized by high hardness and tensile strength. This steel has been used in situations that require high resistance to wear. However, the welding processes significantly alter their microstructures and properties. Thus, the purpose of this study was to evaluate the wear resistance of welded joints of Hardox 500 steel produced by the conventional MAG process and with Hardox without welding (base metal), for comparison. The welding took place using two consumables, one recommended by the steel manufacturer, the AWS ER80S-G and another with higher resistance, the consumable AWS ER120S-G. The mechanical properties of welded joints were evaluated through micro hardness profiles, tensile and bending tests. In addition an analysis of the fracture surface of the tensile test specimen was carried out by scanning electron microscopy. Wear tests were performed by a rubber wheel type abrasometer. Analyses by optical microscopy and scanning electron microscopy were used to verify the mechanisms of wear on surfaces subjected to abrasion In the bending tests, it was verified that the welded condition with the filler metal of lower resistance presented greater ductility. It was also verified that with the welding, there was a decrease in the mechanical strength of the joints in comparison with the base metal. In relation to the wear tests, with the use of the higher strength wire, a better performance was obtained when compared to the lower one, since the wear rates were 0.058 and 0.083 mm³/m respectively, but the behavior was lower in the Hardox 500 steel without welding, which presented a wear rate of 0.031 mm³/m. It was also observed that the wear mechanisms were ductile in all the studied conditions, since the worn surfaces showed predominantly micro plowing and regions with micro fatigue, the latter seem to have increased in size as the hardness of the tested material increased.

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização. / In dentistry, the most commonly used procedure to manufacture indirect dental restorations uses a cast of type IV stone. This cast is made from an elastomeric impression of a prepared tooth. Many factors may influence the accuracy of adaptation of these restorations, such as the flow of the pouring material into the mold, the compatibility between the pouring and the impression materials, the setting time, the dimensional stability, the mechanical strength of the material during the mold / cast separation, the abrasion resistance and fidelity to reproduce details. Materials were introduced for preparing dies in order to minimize the disadvantages of the stone, such as its low resistance to abrasion and slight expansion of setting. These materials include metal-plated dies and epoxy resins, which have advantages concerning mechanical properties. However, the first one has a time-consuming technique and requires high costs while the second material shows shrinkage. This study tested a new composition of unsaturated polyester with styrene added to calcium carbonate in different proportions (10, 20, 30, 40, 50, 60 and 70%) and compared it to the type IV stone and to the epoxy resin with aluminum oxide. This comparison was made by mechanical, abrasion and dimensional changes tests in order to evaluate the possibility of using it as material for dies in the process of construction of indirect restorations. The materials were characterized using the analysis of the infrared spectrometry, differential scanning calorimetry, thermogravimetric and scanning electron microscopy. The composite based on unsaturated polyester with 50% calcium carbonate (P5) was considered viable as material for dies. When it was compared to the control materials the following results were found: a) the mechanical properties of P5 are similar to those ones of the epoxy resin and well above the stone ones; b) the abrasion resistance of this new material is lower in relation to the epoxy resin, but higher than the stone one; c) the values for dimensional changes were similar to the epoxy resin ones and superior to those ones found in stone. As the formulation of polyester / calcium carbonate only consists of a polymer, a catalyst and filler particles, it is possible to improve its composition by modifying the filler particles and / or adding additives to minimize the shrinkage of polymerization.

Orientador: Prof. Dr. Humberto Naoyuki Yoshimura / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014. / O objetivo deste trabalho foi estudar a técnica de processamento superficial por atrito de pino não-consumível (friction stir processing) em uma liga de alumínio-silício aplicada a pistões automotivos visando aumentar a resistência mecânica para operação dos componentes em condições mais severas de carregamentos térmicos e mecânicos. Também foi investigado o potencial para obtenção de um compósito superficial por esta técnica. Utilizaram-se placas da liga Al-11%Si-4%Cu-3%Ni-1%Mg bruta de fusão recobertas ou não com uma camada de óxido cuproso (Cu2O) depositada por aspersão térmica. O processamento por atrito foi realizado com avanço fixo de 150 mm/min, rotação da ferramenta entre 300 e 1000 rpm e com monitoramento das forças lateral e axial e profundidade de penetração da ferramenta. Os materiais processados por atrito foram caracterizados empregando-se técnicas de microscopia óptica, MEVEDS, DRX, microdureza Vickers, ensaio de tração e ensaio de desgaste bloco contra anel. Os resultados mostraram que a rotação de 700 rpm foi a mais adequada para obtenção de regiões processadas com boa qualidade macro e microscópica. A região processada por atrito apresentou refino microestrutural com diminuição acentuada do tamanho das partículas de segundas fases (plaquetas de silício e agulhas de intermetálicos), aumento significativo das propriedades mecânicas (dureza, resistência mecânica e ductilidade) associado à mudança no modo de fratura frágil para dúctil, mas com pior desempenho em desgaste do que a liga bruta de fusão. O tratamento de solubilização causou significativa redução da dureza da região processada e a cinética de envelhecimento foi similar à da liga não processada. Na amostra com camada, parte do óxido de cobre foi incorporada heterogeneamente na região processada, mas as partículas não reagiram com o alumínio para formação de fases duras in situ durante processamento. / The aim of this research was to study the friction stir processing of an aluminum-silicon alloy applied for automotive pistons to increase the strength enabling this component to work under severe thermal and mechanical loads. It was also investigated the potential for obtaining a surface composite by means of this technique. As cast plates of Al-11%Si-4%Cu-3%Ni-1%Mg alloy coated with a thermal sprayed cuprous oxide (Cu2O) coating and without any coating were used. The friction stir processing was performed with a constant transverse speed of 150 mm/min, tool rotation speeds between 300 to 1000 rpm, and with monitoring the penetration depth and both lateral and axial forces. The friction stir processed materials were characterized by means of optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers microhardness, tensile tests and block on ring wear tests. The results showed that 700 rpm tool rotation speed was optimal for obtaining good quality friction stirred surfaces on macro and micro levels. The friction stirred surfaces presented microstructural refinement by marked decrease on second phase particles (platelet silicon and needlelike intermetallics), significant increases on mechanical properties (hardness, strength and ductility) combined to a fracture mode change from brittle to ductile, but with worst wear performance compared to as cast alloy. The solution treatment implied meaningful hardness decrease of friction stirred surfaces and the artificial aging kinetics was similar to as cast material. In the coated samples, the cuprous oxide was partially and heterogeneously incorporated at friction stirred surfaces, but the particles have not reacted with aluminum to form in situ hard particles during the processing.