Memoria para optar al título de Geólogo / El yacimiento Los Sulfatos corresponde a un depósito de tipo pórfido cuprífero emplazado en rocas volcánicas del Mioceno tardío-Plioceno temprano, aproximadamente a 69 km al NE de Santiago, Chile. Corresponde a un sistema hidrotermal de brechas con mineralización de calcopirita y bornita en matriz, diseminada y en vetillas. El proceso de concentración corresponde a la etapa de mayor consumo eléctrico en la minería del cobre, por lo que una cuantificación de los subprocesos que lo componen es de vital importancia para la disminución de costos (Comisión Chilena del Cobre, 2018). Dentro de la etapa de concentración pueden identificarse diferentes subprocesos tales como: conminución y flotación. El SPI (SAG Power Index) corresponde a un índice que cuantifica el rendimiento de los molinos semiautógenos SAG en etapa de conminución. Este mide el tiempo en minutos, que demora el 80% de una roca en pasar de una granulometría de 12,7 mm a una granulometría de 1,7 mm. En el presente estudio se cuantificó la mineralogía modal de las rocas por medio de un análisis de roca total y XRD, aplicando una transformación de elementos a minerales por medio de la estequiometría de los minerales y la concentración de elementos químicos en la roca. Luego de identificados los minerales predominantes se aplicaron técnicas estadísticas para correlacionar la mineralogía con el SPI. El principal problema que se presentó en la etapa de cuantificación corresponde a que, minerales como las micas blancas y los feldespatos potásicos, poseen en su estructura los mismos elementos químicos con proporciones estequiométricas diferentes, por lo que la forma de abordar la problemática se basó en identificar las muestras que tuvieran mica blanca o feldespato potásico, generando una regresión lineal con 26 muestras que se ajusta de buena forma el comportamiento de las muestras respecto a la composición mineral de esta. Luego de realizada la regresión lineal se interpoló la razón mica blanca/feldespato potásico para un total de 44 muestras. Una vez obtenida la razón Mb/Fk para un total de 70 muestras se realizó un modelo numérico en el software de modelamiento geológico Leapfrog, con el que se validaron el total de 30 muestras restantes. Los resultados obtenidos muestran que, los minerales que tendrían mayor incidencia en la dureza geometalúrgica SPI de las rocas, corresponden a los filosilicatos y a los tectosilicatos. Los primeros, influirían respecto a su comportamiento elástico y plástico en la etapa de molienda, por lo que a una mayor proporción de filosilicatos aumentaría la dureza geometalúrgica de las rocas. Caso contrario a lo que pasa con los tectosilicatos, los cuales, al poseer un comportamiento frágil, disminuyen el SPI a mayores proporciones. Se concluye que el parámetro geometalúrgico SPI estaría relacionado con la mineralogía de las rocas de yacimiento Los Sulfatos, en particular, con la relación entre filosilicatos y tectosilicatos. / Anglo American

[EN] One binder with less "carbon footprint" is investigated, by replacing 50% of cement Portland (CP) siliceous fly ash (CV), adding hydrated lime (CL) being the CL/CV=0.20 ratio (in some CL/CV will be 0.10). In previous work, in which these authors, (Calabuig and Lorca, 2009, Lorca et al, 2014) are involved, the advantages of CP ternary systems studied were CV:CL with good results. This research aims to go a step further to improve these systems. For this purpose, the CV joint grinding and CL "(CV:CL)m" increasing fineness and improving homogeneity and reactivity of both components. This thesis comprises research into the physical behavior and/or hydrated lime pozzolan in simple systems and binary CP:CP:CV. It also studies the compressive strength of binder varying the ratio water/binder (w/b) the type of binder, contrasting the results with respect to the binder CP:(CV:CL)m. These binary systems CP/CV=1 ratio and CL/CV=0.20 ratio. A study of durability of microconcretes is relative w/b=0.5, contrasting the performance of CP and CP:CV systems CP:CV regarding (CV:CL)m. The tests consist mainly on the durability of concrete against sulfate, and reinforcement against corrosion. To monitor the degree of corrosion of steel reinforcements techniques electrochemical were applied, measuring the polarization resistance of specimens cured in water (reference) and exposed to corrosion by chlorides and chloride-sulfate, monitoring at the same time resistivity of concrete specimens, as these results are crucial to understand the spreading of the chlorides. An interesting application of the binder CP:CV:CL may be as a component of self compacting concrete based on the properties of cohesion and viscosity providing hydrated lime to fresh concrete. The results of this thesis show that in simple CP systems in the absence of other fine, hydrated lime acts as an inert fine, fine limestone similar manner, improving the mechanical strength of short-term system. In these systems, when saturated of fines (fine limestone or fly ash), CL adding apparently no effect on the mechanical strength. In binary systems CP:CV (CP/CV=1), the addition of CL has always improved mechanical strength at all ages. Being equal, the binder CP:(CV:CL)m (binder varying w/b) clearly improves the mechanical strength of CP systems: CP and CV:CV:CL to all ages studied. Also, in the long-term (one year) this binder exceeds the compressive strength binder made only with CP. The binder CP:(CV:CL) m, improves the durability of CP systems. Regarding the reinforcement against corrosion, when the lime content was CL/CV=0.2, CP has similar behavior, improving only when the attack of chlorides and offering greater resistance to Cl- ion penetration for the studied ages. Moreover, regarding the concrete carbonation CP:(CV:CL)m improves systems CP:CV, expert systems being a little worse than only with CP. One thermogravimetric analysis is performed to verify the presence of Ca(OH)2. The results of this test to 360 days show a very low content of Ca(OH)2, when the binder was CP:CV (CP/CV=1). This system can be considered practically self-neutralization, which did not happen in addition CL systems. Under laboratory conditions, more severe than natural conditions, we can say that this binder has excellent performance and can compete very well, if not with a CEM I 52 R itself, with other cements with the additions listed in RC-08. It is true that these binders containing CV require longer curing periods. / [ES] Se investiga un conglomerante con menor "huella de carbono", mediante la sustitución de 50% de cemento Portland (CP) por ceniza volante silícea (CV), añadiendo cal hidratada (CL) y siendo la relación CL/CV=0,20 (en algunos CL/CV será 0,10). En trabajos anteriores, en los que participa este autor (Calabuig y Lorca, 2009; Lorca et al., 2014), se estudiaron las ventajas de sistemas ternarios CP:CV:CL con buenos resultados. En esta investigación se pretende dar un paso más para mejorar estos sistemas. Para ello se muele conjuntamente la CV y CL "(CV:CL)m" aumentando la finura, mejorando la homogeneidad y reactividad de ambos componentes. Esta tesis comprende investigaciones sobre el comportamiento físico y puzolánico de la cal hidratada en sistemas simples CP y binarios CP:CV. También estudia la resistencia a compresión de microhormigones variando la relación agua/conglomerante (w/b) y el tipo de conglomerante, contrastando los resultados respecto del conglomerante CP:(CV:CL)m. En estos sistemas binarios la relación CP/CV=1 y la relación CL/CV=0,20. Se hace un estudio de durabilidad de microhormigones con relación w/b=0,5, contrastando las prestaciones de los sistemas CP y CP:CV respecto de CP:(CV:CL)m. Las pruebas consisten, fundamentalmente, en durabilidad del hormigón frente a sulfatos y corrosión de las armaduras. Para el seguimiento del grado de corrosión de las armaduras de acero se han aplicado técnicas electroquímicas, midiendo la resistencia a la polarización de probetas curadas en agua (referencia) y sometidas a corrosión por cloruro y cloruro-sulfato. A la vez, se hace un seguimiento de la resistividad del hormigón, en las mismas probetas, dado que dicho valor es determinante en la difusión de cloruros. Una aplicación de interés del conglomerante CP:CV:CL puede ser como componente de hormigones autocompactantes aprovechando las propiedades de cohesión y viscosidad que proporciona la cal hidratada al hormigón fresco. Los resultados de esta tesis muestran que, en sistemas simples de CP, en ausencia de otros finos, la cal hidratada funciona como un fino inerte, de manera similar a los finos calizos, mejorando la resistencia mecánica del sistema a corto plazo. En estos sistemas, cuando están saturados de finos (finos calizos o ceniza volante), la adición de CL, aparentemente, no produce ningún efecto sobre la resistencia mecánica. En sistemas binarios CP:CV (CP/CV=1), la adición de CL ha mejorado siempre la resistencia mecánica a todas las edades. En igualdad de condiciones, el conglomerante CP:(CV:CL)m (en microhormigones variando w/b) mejora con claridad la resistencia mecánica de sistemas CP:CV y CP:CV:CL a todas las edades estudiadas. También, a largo plazo, un año, este conglomerante supera la resistencia a compresión en microhormigones hechos solo con CP. El conglomerante CP:(CV:CL)m, mejora la durabilidad de sistemas CP:CV en todas las pruebas realizadas. Respecto de la corrosión de las armaduras, cuando el contenido de cal fue CL/CV=0,2, tiene un comportamiento similar al CP, mejorando cuando el ataque es sólo de cloruros, ofreciendo mayor resistencia a la penetración de ión Cl- para las edades estudiadas. Por otra parte, respecto a la carbonatación del hormigón con CP:(CV:CL)m mejora los sistemas CP:CV siendo algo peor que en sistemas sólo con CP. Se realizan análisis termogravimétricos para comprobar la presencia de Ca(OH)2 a largo plazo en estos conglomerantes. Los resultados de esta prueba a 360 días manifiestan un contenido muy bajo de Ca(OH)2. Se puede considerar prácticamente autoneutralizado, no ocurriendo lo mismo en sistemas con adición CL. En condiciones de laboratorio, más severa que las condiciones naturales, se puede afirmar que este conglomerante tiene unas prestaciones excelentes, pudiendo competir con ventaja si no con un CEM I 52,R sí con otros cementos con adiciones, contemplados en RC-08. Cierto es que estos conglomerantes que contienen C / [CA] S'investiga un conglomerant amb menor "huella de carbono", mitjançant la substitució de 50% de ciment Portland (CP) per cendra volant silícia (CV), afegint calç hidratada (CL) sent la relació CL/CV=0,20 (en alguns CL/CV serà 0,10). En treballs anteriors, en els quals participa aquest autor (Calabuig i Lorca, 2009; Lorca et al., 2014), es van estudiar els avantatges de sistemes ternaris CP:CV: CL amb bons resultats. En aquesta investigació es pretén fer un pas més per millorar aquests sistemes. Per a això es mol conjuntament la CV i CL "(CV:CL)m" augmentant la finor, millorant l'homogeneïtat i reactivitat de tots dos components. Aquesta tesi comprèn investigacions sobre el comportament físic i/o putzolànic de la calç hidratada en sistemes simples CP i binaris CP:CV. També estudia la resistència a compressió de formigons variant la relació aigua / conglomerant (w/b) i el tipus de conglomerant, contrastant els resultats respecte del conglomerant CP:(CV:CL)m. En aquests sistemes binaris la relació CP/CV=1 i la relació CL/CV= 0,20. Es fa un estudi de durabilitat de formigons amb relació w/b=0,5, contrastant les prestacions dels sistemes CP:CP:CV respecte de CP:(CV:CL)m. Les proves consisteixen, fonamentalment, en durabilitat del formigó enfront de sulfats i corrosió de les armadures. Per al seguiment del grau de corrosió de les armadures d'acer s'han aplicat tècniques electroquímiques, mesurant la resistència a la polarització a provetes curades en aigua (referència) i sotmeses a corrosió per clorurs i clorur-sulfats. Alhora, es fa un seguiment de la resistivitat del formigó a les mateixes provetes atès que aquest valor és determinant en la difusió de clorurs. Una aplicació d'interès del conglomerant CP:CV:CL pot ser com a component de formigons auto-compactants aprofitant les propietats de cohesió i viscositat que proporciona la calç hidratada al formigó fresc. Els resultats d'aquesta Tesi mostren que, en sistemes simples de CP, en absència d'altres fins, la calç hidratada funciona com un fi inert, de manera similar als fins calcaris, millorant la resistència mecànica del sistema a curt termini. En aquests sistemes, quan estan saturats de fins (fins calcaris o cendra volant), l'addició de CL, aparentment, no produeix cap efecte sobre la resistència mecànica. En sistemes binaris CP:CV(CP/CV=1), l'addició de CL ha millorat sempre la resistència mecànica a totes les edats. En igualtat de condicions, el conglomerant CP:(CV:CL)m (en formigons variant w/b) millora amb claredat la resistència mecànica de sistemes CP:CV i CP:CV:CL a totes les edats estudiades. També, a llarg termini, un any, aquest conglomerant supera la resistència a compressió en formigons fets només amb CP. El conglomerant CP:(CV:CL)m, millora la durabilitat de sistemes CP: CV en totes les proves realitzades. Respecte de la corrosió de les armadures, quan el contingut de calç va ser CL/CV=0,2, té un comportament similar al CP, millorant quan l'atac és només de clorurs i oferint major resistència a la penetració d'ió Cl- per a les edats estudiades. D'altra banda, respecte a la carbonatació del formigó amb CP:(CV:CL)m millora dels sistemes CP:CV sent una mica pitjor que sistemes només amb CP. Es realitzen anàlisis termogravimétrics per comprovar la presència de Ca(OH)2. Els resultats d'aquesta prova a 360 dies manifesten un contingut molt baix de Ca(OH)2, quan el conglomerant va ser CP:CV (CP/CV=1). Aquest sistema es pot considerar pràcticament autoneutralitzad, no ocorrent el mateix en sistemes amb addició CL. En condicions de laboratori, més severes que les condicions naturals, es pot afirmar que aquest conglomerant té unes prestacions excel¿lents, podent competir amb avantatge si no amb un CEM I 52, R sí amb altres ciments amb addicions, previstes en RC-08. És cert que aquests conglomerants que contenen CV, requereixen períodes de curat més llargs. / Calabuig Pastor, R. (2015). Efecto de la adición de cal en las propiedades mecánicas y durabilidad de hormigones con altos contenidos en cenizas volantes silíceas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59468 / TESIS

La ceniza de bagazo de caña de azúcar es un subproducto natural que, en estado calcinado, puede aplicarse en materiales cementantes por sus propiedades puzolánicas. Esta investigación el efecto producido por la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA), en las propiedades mecánicas y durabilidad del concreto, comparando a los efectos producidos con Diatomita y Ceniza Volante, al exponer a una solución de Na2SO4. La investigación se basó en reemplazar el cemento en 5%, 7% y 10%, para hallar el porcentaje de CBCA que reemplazase a estás puzolanas de forma eficiente y hacer una reducción en costos. Después de realizar los ensayos se obtuvo que la CBCA al 5% y 10%, iguala comportamiento de estás puzolanas en durabilidad y resistencia a la compresión con 30 MPa y 28MPa respectivamente, en durabilidad se encontró una reducción del 18% en expansión por sulfatos y se determinó una reducción de costo S/22.81.

Fosfogesso é um resíduo sólido da produção de ácido fosfórico pelas indústrias de fertilizantes. A produção anual deste material no mundo é de cerca de 180 milhões de toneladas, e isto causa problemas com a sua armazenagem. O fosfogesso tem sido estudado para uso como material de construção de bases e sub-bases de pavimentos. O fosfogesso tem pouca durabilidade frente à ação da água quando sujeito somente à estabilização mecânica. O cimento Portland é então adicionado ao fosfogesso, resultando em misturas mais estáveis. A reação do aluminato tricálcico contido no cimento e dos sulfatos presentes no fosfogesso poderia conduzir à formação de cristais de etringita e à expansão subseqüente. O objetivo desta pesquisa é avaliar a influência do tipo de cimento na expansibilidade das misturas de fosfogesso e cimento para uso na construção de pavimentos. Analisou-se o comportamento expansivo de corpos de prova compactados com diferentes proporções de fosfogesso e cimento, variando-se o tipo de cimento, energia de compactação e período de cura. Para todos os cimentos usados nesta pesquisa, considerando-se o período de 84 dias de cura, a maior parte da expansão ocorreu nos primeiros 28 dias. A influência do tipo de cimento na expansão das misturas de fosfogesso e cimento é significante, mas o teor de aluminato tricálcico não é a única explicação para o comportamento de expansão observado neste estudo, visto que os resultados experimentais indicam que quantidades crescentes de aluminato tricálcico conduzem a menores expansões, fato que contraria a expectativa inicial desta pesquisa. / Phosphogypsum is a solid by-product resulting from the phosphoric acid process for manufacturing fertilizers. The annual worldwide production of this material is about 180 million de tons and it causes problems with its disposal. The phosphogypsum has been studied for use in pavement base and sub-base materials. Phosphogypsum has poor durability when subjected to mechanical stabilization only in wet conditions. The addition of stabilizing materials, such as Portland cement, is one method of overcoming this deficiency. The chemical reaction between tricalcium aluminate present in Portland cement and sulfate ions supplied by phosphogypsum could lead to the formation of ettringite and subsequent expansion. The objective of this research is to evaluate the influence of Portland cement type on the expansion of cement-stabilized phosphogypsum mixtures for use as pavement construction. The expansion behavior was analyzed through compacted specimens composed by different phosphogypsum and cement proportions, varying the cement type, compaction energy and curing period. For all cements used in this research, most of expansion occurred within the first 28 days in relation to the 84 days of curing. There is a significant influence of cement type on the expansion of the cement-stabilized phosphogypsum mixtures, but the aluminate tricalcium content is not the only explanation for the expansion behavior observed in this study. The experimental results show that an increasing amount of tricalcium aluminate yields lower expansion, fact that thwarts the initial expectation of this research.

O presente trabalho tem por objetivo investigar e propor uma metodologia rápida e eficaz de avaliação da reatividade do cimento Portland frente ao ataque por sulfatos. O método consiste na utilização de amostras de pasta de cimento hidratada em pó, colocadas em contato direto com soluções concentradas de Na2SO4 e MgSO4, em temperatura elevada (65ºC), para acelerar o ataque. Apesar dos cimentos estudados possuírem composição química parecida, os resultados de SO3 combinado mostraram que o cimento Classe G foi pouco menos suscetível ao ataque por sulfatos em função do maior teor de Fe2O3 presente. Da TG e DRX observou-se a formação de etringita no ataque por ambos os sais de sulfato; e formação de gipsita no ataque por MgSO4. Enquanto havia disponibilidade de portlandita na pasta hidratada, o cimento com adição mineral incorporada apresentou mesma taxa de ataque que os demais (sem adição), entretanto a partir do momento que toda a portlandita foi consumida, iniciou-se um processo de descalcificação do C-S-H, observado pela DRX. / The main point of this research is to propose a fast and effective method of evaluation of the cement reactivity to sulfate attack. Resistance to sulfate attack was measured by determining the combined sulfate in cement paste samples with exposure to Na2SO4 and MgSO4 solution, at high temperature (65°C). The samples of cement paste was triturated (powdered) in the proposed method. The results of combined SO3 showed that the Class G cement was little less susceptible to the sulfate attack because it has larger amount of Fe2O3. The ettringite formation was observed in the attack for both sulfate salts; and gypsum formation in the attack for MgSO4 (results of TG and XRD). The blended cement presented same results that the others, however when the Ca(OH)2 was totally consumed, it observed the decalcification of the C-S-H, by XRD.

O presente trabalho tem por objetivo investigar e propor uma metodologia rápida e eficaz de avaliação da reatividade do cimento Portland frente ao ataque por sulfatos. O método consiste na utilização de amostras de pasta de cimento hidratada em pó, colocadas em contato direto com soluções concentradas de Na2SO4 e MgSO4, em temperatura elevada (65ºC), para acelerar o ataque. Apesar dos cimentos estudados possuírem composição química parecida, os resultados de SO3 combinado mostraram que o cimento Classe G foi pouco menos suscetível ao ataque por sulfatos em função do maior teor de Fe2O3 presente. Da TG e DRX observou-se a formação de etringita no ataque por ambos os sais de sulfato; e formação de gipsita no ataque por MgSO4. Enquanto havia disponibilidade de portlandita na pasta hidratada, o cimento com adição mineral incorporada apresentou mesma taxa de ataque que os demais (sem adição), entretanto a partir do momento que toda a portlandita foi consumida, iniciou-se um processo de descalcificação do C-S-H, observado pela DRX. / The main point of this research is to propose a fast and effective method of evaluation of the cement reactivity to sulfate attack. Resistance to sulfate attack was measured by determining the combined sulfate in cement paste samples with exposure to Na2SO4 and MgSO4 solution, at high temperature (65°C). The samples of cement paste was triturated (powdered) in the proposed method. The results of combined SO3 showed that the Class G cement was little less susceptible to the sulfate attack because it has larger amount of Fe2O3. The ettringite formation was observed in the attack for both sulfate salts; and gypsum formation in the attack for MgSO4 (results of TG and XRD). The blended cement presented same results that the others, however when the Ca(OH)2 was totally consumed, it observed the decalcification of the C-S-H, by XRD.

Fosfogesso é um resíduo sólido da produção de ácido fosfórico pelas indústrias de fertilizantes. A produção anual deste material no mundo é de cerca de 180 milhões de toneladas, e isto causa problemas com a sua armazenagem. O fosfogesso tem sido estudado para uso como material de construção de bases e sub-bases de pavimentos. O fosfogesso tem pouca durabilidade frente à ação da água quando sujeito somente à estabilização mecânica. O cimento Portland é então adicionado ao fosfogesso, resultando em misturas mais estáveis. A reação do aluminato tricálcico contido no cimento e dos sulfatos presentes no fosfogesso poderia conduzir à formação de cristais de etringita e à expansão subseqüente. O objetivo desta pesquisa é avaliar a influência do tipo de cimento na expansibilidade das misturas de fosfogesso e cimento para uso na construção de pavimentos. Analisou-se o comportamento expansivo de corpos de prova compactados com diferentes proporções de fosfogesso e cimento, variando-se o tipo de cimento, energia de compactação e período de cura. Para todos os cimentos usados nesta pesquisa, considerando-se o período de 84 dias de cura, a maior parte da expansão ocorreu nos primeiros 28 dias. A influência do tipo de cimento na expansão das misturas de fosfogesso e cimento é significante, mas o teor de aluminato tricálcico não é a única explicação para o comportamento de expansão observado neste estudo, visto que os resultados experimentais indicam que quantidades crescentes de aluminato tricálcico conduzem a menores expansões, fato que contraria a expectativa inicial desta pesquisa. / Phosphogypsum is a solid by-product resulting from the phosphoric acid process for manufacturing fertilizers. The annual worldwide production of this material is about 180 million de tons and it causes problems with its disposal. The phosphogypsum has been studied for use in pavement base and sub-base materials. Phosphogypsum has poor durability when subjected to mechanical stabilization only in wet conditions. The addition of stabilizing materials, such as Portland cement, is one method of overcoming this deficiency. The chemical reaction between tricalcium aluminate present in Portland cement and sulfate ions supplied by phosphogypsum could lead to the formation of ettringite and subsequent expansion. The objective of this research is to evaluate the influence of Portland cement type on the expansion of cement-stabilized phosphogypsum mixtures for use as pavement construction. The expansion behavior was analyzed through compacted specimens composed by different phosphogypsum and cement proportions, varying the cement type, compaction energy and curing period. For all cements used in this research, most of expansion occurred within the first 28 days in relation to the 84 days of curing. There is a significant influence of cement type on the expansion of the cement-stabilized phosphogypsum mixtures, but the aluminate tricalcium content is not the only explanation for the expansion behavior observed in this study. The experimental results show that an increasing amount of tricalcium aluminate yields lower expansion, fact that thwarts the initial expectation of this research.

Radiação gama com energias maiores que 1,25 MeV são usualmente encontradas em ambientes de reatores, aceleradores de partículas e campos de radiação de origem cósmica. Nestas energias, a resposta de um dosímetro varia fortemente com a espessura de material absorvedor, até atingir um valor máximo conhecido como espessura de equibl^rio de partículas carregadas. O objetivo principal do presente trabalho foi a determinação experimental do perfil de dose absorvida por uma amostra de alumínio, para várias energias de feixes de raios gama, de forma a obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de equilíbrio de partículas carregadas para o alumínio. Os dosímetros foram irradiados com radiação gama produzida pela captura de neutrons térmicos em 23 materiais alvos no arranjo experimental montado no canal tangencial do reator do IPEN-CNEN/SP. Na determinação da camada de equilíbrio de partículas carregadas, foi ajustada aos dados experimentais uma função semi-empirica que permitiu obter a espessura de ETPC (Equilíbrio Transitório de Partículas Carregadas) para cada espectro de radiação gama utilizado neste trabalho, com energia média variando no intervalo de 3,26 a 7,85 MeV. Os resultados experimentais do presente trabalho permitiram obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de ETPC, que apresenta uma excelente concordância com o alcance corrigido dos elétrons gerados naquela energia. / Gamma radiation with energies greater than 1.25 MeV are usually produced in reactor environments, particle accelerators and in cosmic radiation fields. For these energies, the response of a dosimeter heavily vary with the absorber material thickness, up to attain a maximum value named as charged particle equilibrium thickness. The main gol of this paper was the experimental determination of the absorbed dose profile in an aluminum sample for several energies of gamma ray beam, in order to obtain a relationship between the average energy of the gamma radiation field and the charged particle equilibrium thickness. The dosimeters were irradiated with gamma radiation produced by thermal neutron capture in 23 target materials in the experimental arrangement mounted at the tangential beam hole of the BPEN-CNEN/SP reactor. For the determination of the charged particle equilibrium thickness, it was fitted to the experimental data a semi-empirical fimction which allowed to obtain the thickness of CTPE ( Charged Particle Transient Equilibrium ) for each gamma radiation spectrum used in this work, with average energy varying in the interval from 3.26 to 7.85 MeV. The experimental results of the present paper allowed to obtain a relationship between average energy of the radiation field and the CTPE thickness, which presents an excellent agreement with the corrected range for electrons produced in that energy.

Radiação gama com energias maiores que 1,25 MeV são usualmente encontradas em ambientes de reatores, aceleradores de partículas e campos de radiação de origem cósmica. Nestas energias, a resposta de um dosímetro varia fortemente com a espessura de material absorvedor, até atingir um valor máximo conhecido como espessura de equibl^rio de partículas carregadas. O objetivo principal do presente trabalho foi a determinação experimental do perfil de dose absorvida por uma amostra de alumínio, para várias energias de feixes de raios gama, de forma a obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de equilíbrio de partículas carregadas para o alumínio. Os dosímetros foram irradiados com radiação gama produzida pela captura de neutrons térmicos em 23 materiais alvos no arranjo experimental montado no canal tangencial do reator do IPEN-CNEN/SP. Na determinação da camada de equilíbrio de partículas carregadas, foi ajustada aos dados experimentais uma função semi-empirica que permitiu obter a espessura de ETPC (Equilíbrio Transitório de Partículas Carregadas) para cada espectro de radiação gama utilizado neste trabalho, com energia média variando no intervalo de 3,26 a 7,85 MeV. Os resultados experimentais do presente trabalho permitiram obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de ETPC, que apresenta uma excelente concordância com o alcance corrigido dos elétrons gerados naquela energia. / Gamma radiation with energies greater than 1.25 MeV are usually produced in reactor environments, particle accelerators and in cosmic radiation fields. For these energies, the response of a dosimeter heavily vary with the absorber material thickness, up to attain a maximum value named as charged particle equilibrium thickness. The main gol of this paper was the experimental determination of the absorbed dose profile in an aluminum sample for several energies of gamma ray beam, in order to obtain a relationship between the average energy of the gamma radiation field and the charged particle equilibrium thickness. The dosimeters were irradiated with gamma radiation produced by thermal neutron capture in 23 target materials in the experimental arrangement mounted at the tangential beam hole of the BPEN-CNEN/SP reactor. For the determination of the charged particle equilibrium thickness, it was fitted to the experimental data a semi-empirical fimction which allowed to obtain the thickness of CTPE ( Charged Particle Transient Equilibrium ) for each gamma radiation spectrum used in this work, with average energy varying in the interval from 3.26 to 7.85 MeV. The experimental results of the present paper allowed to obtain a relationship between average energy of the radiation field and the CTPE thickness, which presents an excellent agreement with the corrected range for electrons produced in that energy.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-05-16T18:51:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Elias Pereira.pdf: 10035465 bytes, checksum: 5e61eca3b140495c2587e4ab317ff822 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T18:51:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Elias Pereira.pdf: 10035465 bytes, checksum: 5e61eca3b140495c2587e4ab317ff822 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / A degradação da argamassa ocasionada pelo ataque por sulfatos e reação álcali-agregado, ocorre pela presença de contaminantes nos agregados que reagem com os produtos da hidratação do cimento, sendo formados produtos expansivos, provocando efeitos deletérios ao material. Este trabalho tem por objetivo a análise isolada e combinada da reação álcali-agregado pela presença de quartzo deformado nos agregados e do ataque interno por sulfato devido à presença de pirita, também nos agregados, em argamassas de cimento Portland, em diferentes idades e meios de cura, assim como a investigação das mudanças microestruturais, com foco na absorção e na mudança de estrutura porosa do material. O programa experimental foi divido em quatro etapas: (i) caracterização dos agregados; (ii) ensaios acelerados e envelhecimento natural em prismas de argamassa; (iii) investigação do comportamento, em ambiente natural, de corpos de prova de concretos com pirita; (iv) análise da absorção e porosidade. As análises petrográficas, variações dimensionais de barras de argamassa, resistências à compressão e resistência à tração por compressão diametral, foram bons indicativos para a ocorrência da RAA e ISA de forma isolada e combinada, onde as curas parcialmente e totalmente imersa em água mantida a 40 °C intensificaram as reações pela incidência de umidade e oxigenação constantes. As porosidades, absorções de água por imersão e por capilaridade dos corpos de prova se mostraram indicativos da intensidade das reações álcali-agregado e ataque por sulfatos, sendo que para agregados contendo sulfetos as variações puderam ser atribuídas a fissuração produzida pela formação de cristais expansivos de sulfatos, e para os agregados reativos as variações puderam ser atribuídas a presença de intercrescimento mirmequíticos e extinção ondulante dos silicatos, culminando na formação de géis expansíveis. Em ambas as manifestações patológicas, a demasiada formação de fases expansivas promoveu a fissuração da matriz e aumento da proporção de macroporos nas idades finais. As análises de diâmetro de poros por intrusão de mercúrio demonstram que a RAA ocorre primeiramente nos poros próximos a 50 nm, devido ao seu caráter de borda de reação, e a ISA promove o refinamento e colmatação dos poros de toda a gama de diâmetros pela formação de sais de sulfatos, além de ambos os processos gerarem tensões internas e fissuração da matriz. Para os agregados com efeito combinado, estes processos ocorrem concomitantemente, tendo influência sobre as capacidades de absorção de água por imersão e capilaridade, além das resistências mecânicas e variações dimensionais. / The degradation of the mortar caused by the attack by sulfates and alkali-aggregate reaction occurs by the presence of contaminants in the aggregates that react with the products of the cement hydration, being formed expansive products, causing deleterious effects to the material. This work aims at the isolated and combined analysis of the alkali-aggregate reaction by the presence of deformed quartz in the aggregate and the internal attack by sulphate due to the presence of pyrite, also in the aggregate, in Portland cement mortars, at different ages and mortar cure means, as well as the investigation of the microstructural changes, focusing on the absorption and the change in the porous structure of the material. The experimental program was divided into four stages: (i) characterization of the aggregates; (ii) accelerated tests and natural aging on mortar prisms; (iii) investigation of the behavior, in the natural environment, of concrete specimens with pyrite; (iv) absorption and porosity analysis. The petrographic analyzes, dimensional variations of mortar bars, compressive strengths and tensile strength by diametrical compression were good indicative for the occurrence of RAA and ISA in an isolated and combined manner, where the cures were partially and totally immersed in water maintained at 40 ° C intensified the reactions by the incidence of constant moisture and oxygenation. The porosities, water absorptions by immersion and by capillarity of the test specimens were indicative of the intensity of the alkali-aggregate and sulfate attack reactions, and being that for aggregates containing sulfides the variations could be attributed to the cracking produced by the formation of expansive crystals of sulfates, and for the reactive aggregates the variations could be attributed to the presence of myrhythmic intergrowth and undulating extinction of the silicates, culminating in the formation of expandable gels. In both pathological manifestations, the excessive formation of expansive phases promoted matrix cracking and increased proportion of macropores in the final ages. The analysis of pore diameter by mercury intrusion shows that the RAA occurs first in pores close to 50 nm, due to its character of reaction border, and ISA promotes the refinement and filling of the pores of the whole range of diameters by the formation of sulfate salts, in addition to both processes generating internal stresses and cracking of the matrix. For aggregates with combined effect, these processes occur concomitantly, having influence on the water absorption capacities by immersion and capillarity, besides the mechanical resistances and dimensional variations.