Esta pesquisa objetiva avaliar o emprego de agregados graúdos reciclados (produzidos a partir do entulho de construção e demolição) e o emprego do látex estireno-butadieno (polímero sintético) nas propriedades de concretos estruturais de média resistência. Todos os estudos são conduzidos comparando-se as propriedades de concretos com agregados naturais sem adição de látex, e de concretos com agregados graúdos reciclados com e sem adição de látex. Na primeira fase da pesquisa, são avaliadas propriedades físicas e mecânicas destes concretos. São analisados três traços (com diferentes consumos de cimento) modificados com quatro percentagens de látex e submetidos a quatro formas de cura. Os resultados da primeira fase formam a base para a segunda fase da pesquisa, na qual apenas um dos traços contendo uma determinada porcentagem de látex e sob uma única forma de cura é submetido a ensaios em célula de corrosão acelerada e aderência aço-concreto. Como resultado principal, tem-se que o emprego conjunto de agregados graúdos reciclados e látex estireno-butadieno fornece concretos com resistência mecânica equivalente aos concretos contendo agregados naturais e com desempenho em ambientes agressivos e aderência aço-concreto também semelhantes. Conclui-se, portanto, pela viabilidade do emprego destes concretos como concreto estrutural armado no que tange às propriedades avaliadas. / This research aims at evaluating the use of coarse recycled aggregates (produced from construction and demolition debris) and the use of styrene-butadiene latex (synthetic polymer) in the concrete constitution of medium resistance concrete structures. All studies are carried out comparing the concrete properties with natural aggregates without latex, and concrete with coarse recycled aggregates with or without latex. In the first stage of the research, physical and mechanical properties of these concretes are evaluated (with different cement contents) modified with four percent of latex and submitted to four cure condition. The results of the first stage produce the base for the second stage of the research, where only one of the features containing a determinate percentage of latex and under a sole form of cure condition it is submitted to tests in accelerated corrosive cell and steel-concrete adherence. As a main result, it is believed that the joint usage of coarse recycled aggregates and styrene-butadiene latex provides mechanical resistant concrete equivalent to concrete containing natural aggregates with a similar performance in aggressive environments and with steel-concrete adherence. Due to the its employment feasibility, one can conclude that this concrete is structurally armed in as far as its properties were evaluated.

Esta pesquisa apresenta um estudo de uma argamassa modificada para uso como elemento de ligação entre elementos de concreto pré-moldado. A argamassa utilizada nesta pesquisa é obtida pela introdução de látex estireno-butadieno (SB) e fibras de polipropileno a uma argamassa de cimento e areia. Estas adições modificam suas propriedades mecânicas, proporcionando o aumento da deformabilidade por diminuição do módulo de elasticidade do compósito, conferindo-lhe características favoráveis ao uso como elemento de apoio para elementos pré-moldados de concreto. Foram realizados ensaios de caracterização do compósito por meio da obtenção das resistências à compressão e à tração e, do módulo de elasticidade para corpos-de-prova cilíndricos com 50 mm de diâmetro com 100 mm de altura. Ensaios de capacidade de deformação, capacidade de rotação e capacidade de acomodação de imperfeições e distribuição das tensões foram realizados em almofadas de 150 mm x 150 mm com espessura de 10 mm. Os resultados mostraram que o material possui boa capacidade de se deformar em níveis de tensão da ordem de 10 a 20 MPa mantendo sua resiliência. Valores de rotações entre 0,01 e 0,02 rad foram obtidos nos ensaios, sendo estas maiores que os valores necessários para a maioria dos casos convencionais de projeto. Na acomodação e distribuição das tensões, a presença das almofadas promoveu uma melhora de 25% no desempenho de ligações submetidas à compressão uniforme, com rugosidades de 1,0 mm. / This research presents a study of a mortar modified to use as bearing pad between precast concrete elements. The mortar used in this research is achieved by the introduction of styrene-butadiene latex (SB) and polypropylene fibers into a cement mortar and sand, modifying their mechanical properties, as increase of the potential deformation by decrease of the composite modulus of elasticity, providing favorable characteristics to the use as bearing pad for precast concrete elements. Cylindrical samples of 50 mm of diameter with height of 100 mm were molded and tested to determination the compressive and the tensile strength and also the modulus of elasticity of the composite. Compression tests with cushions of 150 mm x 150 mm of base with thickness of 10 mm were done to determinate the deformation capacity, rotation capacity and capacity of accommodation of imperfections and distribution of the stresses between precast elements. The results showed that the material has a capacity to deform in levels of tension from 10 to 20 MPa maintaining his resilience. Values of rotations among 0,01 and 0,02 rad were obtained, being these larger ones than the necessary values for most of the conventional cases of project. In the accommodation and distribution of the stresses, the presence of the bearing pad promoted an improvement of 25% in the strength of connections subject to uniform compressive stresses, with surface irregularities of 1,0 mm.

O crescimento dos países em desenvolvimento aumentará em várias vezes o consumo de energia, materiais e alimentos. Para suprir essa demanda é necessário o aproveitamento racional dos resíduos gerados por processos industriais, agrícolas e lixo urbano, transformando-os em energia economicamente competitiva com as outras formas de energia, e em materiais com propriedades otimizadas. O objetivo do presente trabalho foi comparar o comportamento da sílica da casca de arroz obtida por pré-hidrólise ácida seguida de calcinação controlada (Sil-PH) com sílicas de casca de arroz comerciais obtidas simplesmente pela queima da casca (Sil-B e Sil-C) e com a sílica comercial obtida da areia quartzítica (Sil-Z), como carga de reforço em borracha de estireno-butadieno (SBR), que é a mais usada na indústria de fabricação de pneus. Estudos foram conduzidos em SBR 1502, preparados conforme norma ASTM 3191-2010. Foram adicionadas à borracha as sílicas em concentrações de 0, 10, 20 e 40 ppcb. Foram conduzidos testes físicos, químicos, mecânicos, reométricos, dinâmico-mecânicos e análise térmica, bem como ensaios de inchamento dos corpos de prova em toluol e análise microestrutural das sílicas e dos compostos por microscopia eletrônica de varredura, com o objetivo de determinar a natureza do reforço. O número de ligações cruzadas foi avaliado e a energia de formação dessas ligações foi calculada. A relação entre as metodologias de cálculo da densidade de ligações cruzadas foi também avaliada, obtendo a caracterização desse tipo de carga de reforço não somente por correlações mecânicas mas também pela energia de formação das ligações. Os resultados mostraram que quanto maior a adição de sílica, maior é sua interação com a borracha. Dentre as sílicas adicionadas, Sil-Z alcançou os maiores valores de propriedades mecânicas dos compostos, e Sil-PH mostrou os melhores resultados dentre as sílicas de casca de arroz. Por avaliação por inchamento em toluol (teste estático) e por testes de tração e testes dinâmicos foi possível afirmar que as densidades de ligações cruzadas estão correlacionadas, Usando os resultados de reometria e as equações de Arrhenius estimou-se uma energia média de ligação, concluindo que esta corresponde a uma ligação do tipo covalente. Pelos valores de tan ? confirmou-se que os compostos com Sil-PH têm maior aderência no chão molhado do que aqueles com Sil-Z. A sílica nos compostos tende a diminuir a temperatura de transição vítrea. Os resultados da análise térmica mostraram elevada estabilidade térmica dos compostos com Sil-PH e Sil-Z. A falta de cominuição adequada da Sil-PH ocasionou uma dispersão irregular da sílica na SBR, uma molhabilidade parcial da sílica pela borracha e pelo agente de acoplamento, com consequente aparecimento de falhas na estrutura do composto. Por esse motivo as propriedades mecânicas dos compostos com Sil-PH foram inferiores às dos compostos com Sil-Z. / Developing countries are increasing by several times their consumption of energy, materials, and food. To attend their demand it is necessary to rationally reuse industrial, agricultural, and municipal solid waste residues, transforming them into economically competitive energy and materials with optimized properties. The objective of this work was to compare the behavior of a rice husk silica obtained by acidic prehydrolysis and controlled calcination (Sil-PH) with commercial amorphous silicas obtained from quartzite sand (Sil-Z) and from simply burned rice husks (Sil-B and Sil-C), as reinforcing filler in styrene-butadiene rubber (SBR) composites, which is the most used rubber in the tire manufacture industry. Studies were conducted on SBR 1502 rubber according to ASTM 3191-2010 in which amorphous silicas obtained from rice husk and quartzite silica were added at concentrations of 0, 10, 20, and 40 phr. Physical, chemical, mechanical, rheometric, dynamic-mechanical tests, thermal analysis, swelling studies in toluol and scanning electron microscopy of the silicas and composite specimens were made with objective to determine the nature of reinforcement. The number of crosslinks was evaluated and the energy of formation of these bonds calculated. The correlation between the methodologies of calculation of crosslink density was also evaluated, getting the characterization of this type of reinforcing filler not only by mechanical correlations but also by the energy of their formation. The results showed that the higher the content of added silica, the greater the interaction with rubber. According to the mechanical properties values Sil-Z achieved the highest properties values but Sil-PH showed better results compared to the other types of rice husk silicas. By evaluation by swelling in toluene (static), tensile tests and dynamic tests it was possible to affirm that the crosslink densities are correlated. By using the rheometry results and the Arrhenius equations the average bound was estimated to be of a covalent type. The silica in the compounds tends to lower the values of the glass transition temperature. The evaluation of tan ? showed that Sil-PH has more stickiness on the wet floor, which is an important property to tire application. Due to the lack of appropriate grinding of the Sil-PH the dispersion of the silica on SBR was irregular; partial wetting of the silica particles by rubber and silane had also occurred. Those facts had caused failures on the compound structural integrity, with a consequent lowering of the mechanical property values as compared to the compounds with Sil-Z addition.

<p>Strukturiranje elastomernih kompozita dodavanjem različitih vrsta nanopunila je dovelo do značajnog pobolj&scaron;anja njihovih primenskih svojstava, a samim tim i do povećanja njihove potencijalne primene kao pogodnih materijala za specijalne namene. U ovom radu, dobijene su dve grupe elastomernih hibridnih materijala za specijalne namene (na osnovu stirenbutadienskog elastomera i na osnovu termoplastičnih poliuretana).<br />U prvom delu istraživanja, veliki doprinos u razvoju industrije gume je postignut strukturiranju stirenbutadienskih nanokompozita primenom nanočestica punila silicijum(IV)oksida različitih morfolo&scaron;kih svojstava, dobijenih hidrotermičkom i termičkom obradom, primenom tri eksperimentalno modelovana punila silicijum(IV)oksida (dobijena taloženjem iz Na-vodenog stakla sa sumpornom kiselinom), kao i hibridnog punila (kombinacije čestica aktivne čađi i SiO₂ optimalnih svojstava). Izvr&scaron;ena je analiza uticaja strukture, povr&scaron;ine i povr&scaron;inske aktivnosti nanopunila na ojačanje elastomera, kao i provera koncepata, modela i teorija ojačanja na neumreženim i umreženim sistemima stirenbutadienskih elastomera ojačanih modifikovanim punilima SiO₂. Primenom mnogobrojnih metoda karakterizacije, sveobuhvatno je ispitan uticaj nanopunila na karakteristike me&scaron;anja, reolo&scaron;ka svojstva pripremljenih hibridnih nanokompozita, sposobnost umrežavanja u neumreženom materijalu, kao i na toplotna, dinamičko-mehanička i mehanička svojstva umreženih nanokompozita, radi projektovanja i optimizovanja sastava SBR hibridnih materijala za razvoj modelnog protektora sa optimalnim svojstvima za ekolo&scaron;ke ili &quot;zelene pneumatike&quot;. Drugi deo istraživanja je bio posvećen dobijanju segmentiranih poliuretanskih elastomernih nanokompozita primenom alifatičnih polikarbonatnih diola i nanočestica bentonita, koji nalaze primenu u medicini, građevinarstvu, u industriji name&scaron;taja i sportske opreme. Primenom mnogobrojnih metoda za karakterizaciju, ispitan je složen mehanizam uticaja tvrdih segmenata, termodinamičke nekompatibilnosti i prisustva nanočestica punila bentonita na strukturu i morfologiju, kao i na toplotna i dinamičko-mehanička svojstva pripremljenih poliuretanskih termoplastičnih elastomera. Dobijeni podaci o obrazovanju vodoničnih veza, termičkoj stabilnosti i termičkoj dekompoziciji, kao i o temperaturama prelaska u staklasto stanje i oblasti raskidanja čvorova fizičkih veza, predstavljaju značajan doprinos napretku strukturiranja poliuretanskih elastomera i nanokompozita na osnovu alifatičnih polikarbonatnih diola, i omogućavaju primenu ovih materijala za specijalne namene.</p> / <p>The structuring of elastomeric composites by addition of different nanofillers has led to a significant improvement of their end-use properties, and therefore, to their potential application as suitable materials for special applications. In this work, two types of elastomeric hybrid materials for special purposes were obtained (based on styrene-bustadiene elastomer or on segmented thermoplastic polyurethanes).<br />In the first part of the study, a major contribution to the development of the rubber industry was achieved by structuring styrene-butadiene nanocomposites, applying silica nanoparticles of various morphological properties: prepared by hydrothermal or thermal treatment, three experimentally prepared SiO2 fillers (obtained by precipitation from sodium silicate with sulfuric acid), as well as a hybrid filler (combination of carbon black and SiO2 fillers with optimal properties). The analysis of the influence of the nanoparticles structure, surface and surface activity on the reinforcment of SBR elastomers, as well as the verification of concepts, models and reinforcement theories on non-cross-linked and cross-linked systems of styrene-butadiene nanocomposites was performed. Using the numerous characterization methods, the influence of nanofillers on the mixing characteristics, the rheological properties of the prepared hybrid nanocomposites, as well as the thermal, dynamic-mechanical and mechanical properties of cross-linked SBR nanocomposites was studied, in order to design and optimize the composition of SBR hybrid materials for development of environmental friendly or &quot;green&quot; tyre protector model.<br />The second part of the research was devoted to the preparation of segmented polyurethane elastomeric nanocomposites using aliphatic polycarbonate diols and bentonite nanoparticles, that have found the significant application in the medicine, construction, the furniture and sports equipment industry. Applying numerous characterization methods, a complex mechanism of the influence of the hard segments, thermodynamic incompatibility and the presence of bentonite filler on the structure and morphology, as well as on the thermal and dynamic-mechanical properties of the synthesized thermoplastic elastomers was studied. The obtained data on the hydrogen bonds formation, thermal stability and thermal decomposition, as well as the glass transition temperature and physical crosslink disruption temparature range, makes a significant contribution to the progress in structuring of polycarbonate-based polyurethane elastomers and their hybrid materials, and improves their potential applications for the special purposes.</p>

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.

Esta pesquisa objetiva avaliar o emprego de agregados graúdos reciclados (produzidos a partir do entulho de construção e demolição) e o emprego do látex estireno-butadieno (polímero sintético) nas propriedades de concretos estruturais de média resistência. Todos os estudos são conduzidos comparando-se as propriedades de concretos com agregados naturais sem adição de látex, e de concretos com agregados graúdos reciclados com e sem adição de látex. Na primeira fase da pesquisa, são avaliadas propriedades físicas e mecânicas destes concretos. São analisados três traços (com diferentes consumos de cimento) modificados com quatro percentagens de látex e submetidos a quatro formas de cura. Os resultados da primeira fase formam a base para a segunda fase da pesquisa, na qual apenas um dos traços contendo uma determinada porcentagem de látex e sob uma única forma de cura é submetido a ensaios em célula de corrosão acelerada e aderência aço-concreto. Como resultado principal, tem-se que o emprego conjunto de agregados graúdos reciclados e látex estireno-butadieno fornece concretos com resistência mecânica equivalente aos concretos contendo agregados naturais e com desempenho em ambientes agressivos e aderência aço-concreto também semelhantes. Conclui-se, portanto, pela viabilidade do emprego destes concretos como concreto estrutural armado no que tange às propriedades avaliadas. / This research aims at evaluating the use of coarse recycled aggregates (produced from construction and demolition debris) and the use of styrene-butadiene latex (synthetic polymer) in the concrete constitution of medium resistance concrete structures. All studies are carried out comparing the concrete properties with natural aggregates without latex, and concrete with coarse recycled aggregates with or without latex. In the first stage of the research, physical and mechanical properties of these concretes are evaluated (with different cement contents) modified with four percent of latex and submitted to four cure condition. The results of the first stage produce the base for the second stage of the research, where only one of the features containing a determinate percentage of latex and under a sole form of cure condition it is submitted to tests in accelerated corrosive cell and steel-concrete adherence. As a main result, it is believed that the joint usage of coarse recycled aggregates and styrene-butadiene latex provides mechanical resistant concrete equivalent to concrete containing natural aggregates with a similar performance in aggressive environments and with steel-concrete adherence. Due to the its employment feasibility, one can conclude that this concrete is structurally armed in as far as its properties were evaluated.

Esta pesquisa apresenta um estudo de uma argamassa modificada para uso como elemento de ligação entre elementos de concreto pré-moldado. A argamassa utilizada nesta pesquisa é obtida pela introdução de látex estireno-butadieno (SB) e fibras de polipropileno a uma argamassa de cimento e areia. Estas adições modificam suas propriedades mecânicas, proporcionando o aumento da deformabilidade por diminuição do módulo de elasticidade do compósito, conferindo-lhe características favoráveis ao uso como elemento de apoio para elementos pré-moldados de concreto. Foram realizados ensaios de caracterização do compósito por meio da obtenção das resistências à compressão e à tração e, do módulo de elasticidade para corpos-de-prova cilíndricos com 50 mm de diâmetro com 100 mm de altura. Ensaios de capacidade de deformação, capacidade de rotação e capacidade de acomodação de imperfeições e distribuição das tensões foram realizados em almofadas de 150 mm x 150 mm com espessura de 10 mm. Os resultados mostraram que o material possui boa capacidade de se deformar em níveis de tensão da ordem de 10 a 20 MPa mantendo sua resiliência. Valores de rotações entre 0,01 e 0,02 rad foram obtidos nos ensaios, sendo estas maiores que os valores necessários para a maioria dos casos convencionais de projeto. Na acomodação e distribuição das tensões, a presença das almofadas promoveu uma melhora de 25% no desempenho de ligações submetidas à compressão uniforme, com rugosidades de 1,0 mm. / This research presents a study of a mortar modified to use as bearing pad between precast concrete elements. The mortar used in this research is achieved by the introduction of styrene-butadiene latex (SB) and polypropylene fibers into a cement mortar and sand, modifying their mechanical properties, as increase of the potential deformation by decrease of the composite modulus of elasticity, providing favorable characteristics to the use as bearing pad for precast concrete elements. Cylindrical samples of 50 mm of diameter with height of 100 mm were molded and tested to determination the compressive and the tensile strength and also the modulus of elasticity of the composite. Compression tests with cushions of 150 mm x 150 mm of base with thickness of 10 mm were done to determinate the deformation capacity, rotation capacity and capacity of accommodation of imperfections and distribution of the stresses between precast elements. The results showed that the material has a capacity to deform in levels of tension from 10 to 20 MPa maintaining his resilience. Values of rotations among 0,01 and 0,02 rad were obtained, being these larger ones than the necessary values for most of the conventional cases of project. In the accommodation and distribution of the stresses, the presence of the bearing pad promoted an improvement of 25% in the strength of connections subject to uniform compressive stresses, with surface irregularities of 1,0 mm.

O crescimento dos países em desenvolvimento aumentará em várias vezes o consumo de energia, materiais e alimentos. Para suprir essa demanda é necessário o aproveitamento racional dos resíduos gerados por processos industriais, agrícolas e lixo urbano, transformando-os em energia economicamente competitiva com as outras formas de energia, e em materiais com propriedades otimizadas. O objetivo do presente trabalho foi comparar o comportamento da sílica da casca de arroz obtida por pré-hidrólise ácida seguida de calcinação controlada (Sil-PH) com sílicas de casca de arroz comerciais obtidas simplesmente pela queima da casca (Sil-B e Sil-C) e com a sílica comercial obtida da areia quartzítica (Sil-Z), como carga de reforço em borracha de estireno-butadieno (SBR), que é a mais usada na indústria de fabricação de pneus. Estudos foram conduzidos em SBR 1502, preparados conforme norma ASTM 3191-2010. Foram adicionadas à borracha as sílicas em concentrações de 0, 10, 20 e 40 ppcb. Foram conduzidos testes físicos, químicos, mecânicos, reométricos, dinâmico-mecânicos e análise térmica, bem como ensaios de inchamento dos corpos de prova em toluol e análise microestrutural das sílicas e dos compostos por microscopia eletrônica de varredura, com o objetivo de determinar a natureza do reforço. O número de ligações cruzadas foi avaliado e a energia de formação dessas ligações foi calculada. A relação entre as metodologias de cálculo da densidade de ligações cruzadas foi também avaliada, obtendo a caracterização desse tipo de carga de reforço não somente por correlações mecânicas mas também pela energia de formação das ligações. Os resultados mostraram que quanto maior a adição de sílica, maior é sua interação com a borracha. Dentre as sílicas adicionadas, Sil-Z alcançou os maiores valores de propriedades mecânicas dos compostos, e Sil-PH mostrou os melhores resultados dentre as sílicas de casca de arroz. Por avaliação por inchamento em toluol (teste estático) e por testes de tração e testes dinâmicos foi possível afirmar que as densidades de ligações cruzadas estão correlacionadas, Usando os resultados de reometria e as equações de Arrhenius estimou-se uma energia média de ligação, concluindo que esta corresponde a uma ligação do tipo covalente. Pelos valores de tan ? confirmou-se que os compostos com Sil-PH têm maior aderência no chão molhado do que aqueles com Sil-Z. A sílica nos compostos tende a diminuir a temperatura de transição vítrea. Os resultados da análise térmica mostraram elevada estabilidade térmica dos compostos com Sil-PH e Sil-Z. A falta de cominuição adequada da Sil-PH ocasionou uma dispersão irregular da sílica na SBR, uma molhabilidade parcial da sílica pela borracha e pelo agente de acoplamento, com consequente aparecimento de falhas na estrutura do composto. Por esse motivo as propriedades mecânicas dos compostos com Sil-PH foram inferiores às dos compostos com Sil-Z. / Developing countries are increasing by several times their consumption of energy, materials, and food. To attend their demand it is necessary to rationally reuse industrial, agricultural, and municipal solid waste residues, transforming them into economically competitive energy and materials with optimized properties. The objective of this work was to compare the behavior of a rice husk silica obtained by acidic prehydrolysis and controlled calcination (Sil-PH) with commercial amorphous silicas obtained from quartzite sand (Sil-Z) and from simply burned rice husks (Sil-B and Sil-C), as reinforcing filler in styrene-butadiene rubber (SBR) composites, which is the most used rubber in the tire manufacture industry. Studies were conducted on SBR 1502 rubber according to ASTM 3191-2010 in which amorphous silicas obtained from rice husk and quartzite silica were added at concentrations of 0, 10, 20, and 40 phr. Physical, chemical, mechanical, rheometric, dynamic-mechanical tests, thermal analysis, swelling studies in toluol and scanning electron microscopy of the silicas and composite specimens were made with objective to determine the nature of reinforcement. The number of crosslinks was evaluated and the energy of formation of these bonds calculated. The correlation between the methodologies of calculation of crosslink density was also evaluated, getting the characterization of this type of reinforcing filler not only by mechanical correlations but also by the energy of their formation. The results showed that the higher the content of added silica, the greater the interaction with rubber. According to the mechanical properties values Sil-Z achieved the highest properties values but Sil-PH showed better results compared to the other types of rice husk silicas. By evaluation by swelling in toluene (static), tensile tests and dynamic tests it was possible to affirm that the crosslink densities are correlated. By using the rheometry results and the Arrhenius equations the average bound was estimated to be of a covalent type. The silica in the compounds tends to lower the values of the glass transition temperature. The evaluation of tan ? showed that Sil-PH has more stickiness on the wet floor, which is an important property to tire application. Due to the lack of appropriate grinding of the Sil-PH the dispersion of the silica on SBR was irregular; partial wetting of the silica particles by rubber and silane had also occurred. Those facts had caused failures on the compound structural integrity, with a consequent lowering of the mechanical property values as compared to the compounds with Sil-Z addition.

[pt] O estudo avalia o comportamento mecânico de uma areia reforçada com polímero, em comparação à areia pura. Foram realizados ensaios cisalhamento direto em amostras de areia pura e desta com a adição do copolímero de butadieno e estireno modificado (XSBR). O copolímero de butadieno e estireno é um elastômero composto de aproximadamente 75 porcento de butadieno e 25 porcento de estireno, presente em solução aquosa, sendo muito utilizada na indústria automobilística, para a produção de pneus. Pode ser produzido a partir dos processos de polimerização em emulsão ou polimerização em solução. A escolha destes materiais está relacionada às suas propriedades serem compatíveis as exigências para melhoramento de solos em obras geotécnicas. As amostras de areia com polímero apresentavam 50 porcento de densidade relativa, 10 porcento de umidade, nas proporções em volume água-polímero de 1:1, 1:2 e 1:4, sem tempo de cura, ou com tempos de cura de 24, 48, 72, 96, 576, 720 e 1080 horas. Foram constatadas melhorias nos parâmetros de resistência das amostras de areia com adição de polímero, em comparação aos parâmetros da areia pura, mostrando que a melhoria de solos com polímero é satisfatória para a aplicação em obras geotécnicas, como por exemplo: aterros sobre solos moles, solos de fundações superficiais e para a estabilidade de taludes. / [en] The study evaluates the mechanical behavior of a sand reinforced with polymer compared to pure sand. Direct-cut tests were carried out on pure sand samples and with the addition of modified styrene butadiene-styrene (XSBR) copolymer. The copolymer of butadiene and styrene is an elastomer composed of approximately 75 percent butadiene and 25 percent styrene, purchased in aqueous solution, being widely used in the automotive industry for the production of tires. It may be produced from the emulsion polymerization or solution polymerization processes. The choice of these materials is related to their properties being compatible the requirements for soil improvement in geotechnical works. Polymer sand samples had 50 percent relative density, 10% moisture, in water-polymer volume ratios of 1:1, 1:2 and 1:4, without curing time, or with times of cure 24, 48, 72, 96, 576, 720 and 1080 hours. Improvements in the resistance parameters of the sand samples with polymer addition were verified in comparison to the pure sand parameters, showing that the improvement of soils with polymers is satisfactory for the application in geotechnical works, such as: landfills on soft soils, soils of shallow foundations and for slope stability.