Abstract Fouling in papermaking causes major economic drawbacks due to downtime of process and paper quality defects. The surface fouling is a complex phenomenon in a paper making process, which is affected by several interconnected factors such as process environment changes from wet to dry with increasing temperature along with the variety of sticky materials present in paper raw materials. These impurities, such as waxes, coating binders, hot melts and pressure-sensitive adhesives have a tendency to attach to the surfaces of machinery during paper production and cause surface fouling. The focus of this thesis was on the mechanisms of sticking and surface fouling on a paper machine surfaces caused by problematic sticky organic materials. The sticking potential of six styrene–butadiene latices varying in carboxylation degree, crosslinking density and viscoelasticity and one polyacrylate pressure sensitive adhesive were studied using a cylindrical probe tack method under dry and aqueous conditions. Sticking potential was measured using low and high energy surfaces as an adherent. Also a new practical method for the on-site evaluation of nonstick properties of cylinder coating materials was developed. This method enables monitoring the condition of the coating during its life cycle and also provides the opportunity to compare the performance of different drying cylinder coating materials. The research performed clearly showed that low viscoelastic modulus of latex increases sticking tendency. The results also showed that presence of water can either increase or decrease adhesion depending on the moisture content ant the physic-chemical properties of sticky materials. A low surface energy coating strongly decreases sticking compared to a high energy surface and have a lower susceptibility to fouling in the dry environment. In aqueous conditions, the use of high-energy surfaces decreases adhesion of latices due to their strong interaction with water. Also, the results indicated that carboxylation decreases sticking potential of latex in both dry and aqueous environments. / Tiivistelmä Paperikoneiden likaantuminen aiheuttaa suuria tuotannollisia menetyksiä johtuen tuotantoprosessin katkoksista ja paperin laadun ongelmista. Paperikoneen pintojen likaantuminen on monimutkainen prosessi, johon vaikuttavat monet toisistaan riippuvat tekijät ja siten likaantumisilmiötä on vaikea hallita. Paperin raaka-aineet voivat sisältää epäpuhtauksia, kuten vahoja, kuumasulate- ja tarraliimoja, jotka tarttuvat paperikoneen pintoihin aiheuttaen niiden likaantumista. Lisäksi paperin prosessiympäristö muuttuu märästä kuivaan valmistusprosessin edetessä ja lämpötilan kasvaa samanaikaisesti. Tässä väitöskirjassa on kuvattu paperikoneen pintojen likaantumisen mekanismeja ja erityisesti orgaanisten lika-aineiden tarttumista. Tutkimuksessa selvitettiin probe tack -menetelmää käyttäen kuuden erilaisen styreeni-butadieenilateksin ja polyakrylaattitarraliiman tarttuvuutta matalan ja korkean pintaenergian pinnoilla sekä kuivissa että märissä olosuhteissa. Työhön oli valittu latekseja, joiden karboksylointiaste, ristisilloitustiheys ja viskoelastiset ominaisuuden olivat erilaisia. Lisäksi väitöskirjatyössä kehitettiin paikan päällä suoritettava mittausmenetelmä paperikoneen kuivaussylinterien pinnoitteen puhtaana pysyvyyden määrittämiseksi. Tällä menetelmällä voidaan mitata pinnoitteiden kuntoa niiden elinkaaren aikana ja myös vertailla erilaisia pinnoitteita keskenään. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että styreeni-butadieenilateksien matala kimmokerroin lisää niiden tarttumista paperikoneen pinnoille. Veden läsnäolo voi joko lisätä tai vähentää tarttumista riippuen veden määrästä ja lika-aineiden fysiokemiallisista ominaisuuksista. Myös paperikoneen pinnoitteen pintaenergia vaikuttaa tarttuvuuteen. Paperikoneen pinnoitteiden pieni pinta-energia vähentää tarttumista kuivissa olosuhteissa, kun taas korkean pintaenergian pinnoitteet vähentävät lateksien tarttuvuutta vesiolosuhteissa. Lisäksi lateksien karboksylointi vähentää niiden tarttumista sekä kuivissa että märissä olosuhteissa.

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.

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.