Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T18:08:23Z No. of bitstreams: 1 DIS_SERGIO_ROBERTO_DA_SILVA_COMPLETO.pdf: 2644731 bytes, checksum: 207623c4aecda0de23cefed577f3f2d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T18:08:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_SERGIO_ROBERTO_DA_SILVA_COMPLETO.pdf: 2644731 bytes, checksum: 207623c4aecda0de23cefed577f3f2d6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Nowadays, searching for alternatives materials for the construction industry has become imperative. Construction and demolition waste (CDW) and by-products from the thermoelectric industries, such as fly ash, are the subject of studies in several segments of the construction industry. Their use can be one of many significant efforts to achieve a more sustainable construction. This paper studies the influence of the interactions and incorporations of CDW and fly ash on the concrete properties. X-ray diffraction (XRD), X-ray Fluorescence Spectrometry (XRF) and particle size distribution analysis were used to characterize the investigated materials. The mechanical properties (compressive strength and splitting strength) and durability (water absorption and carbonation depth) of concrete with different CDW contents (25%, 50%, 75%, and 100%) were investigated as a coarse aggregate (10%, 15%, 25% and 30%) replacing Portland cement in different water/binder ratios (0.40, 0.45, 0.50, 0, 55 and 0.65). Based on the results, it was observed that the addition of fly ash replacing the Portland cement in concretes with CDW causes a reduction in mechanical properties and durability of concretes in the early ages. However, as the fly ash content increases in concretes with CDW there is an increase in the compressive strength ratio (fc91/fc28), and as the time of exposure to CO2 advances the carbonation coefficient tends to decrease. / A busca de novos materiais para o emprego na ind?stria da constru??o civil se faz necess?rio nos dias atuais. O res?duo da constru??o e demoli??o (RCD) e os subprodutos das ind?strias termoel?tricas como a cinza volante s?o objetos de estudos em diversos segmentos da ind?stria da constru??o civil, e a adi??o destes materiais pode ser um dos esfor?os significativos para se alcan?ar uma constru??o mais sustent?vel. Neste trabalho foram estudadas a influ?ncia das intera??es e incorpora??es de RCD e cinza volante nas propriedades dos concretos. Para a caracteriza??o dos materiais investigados foram utilizadas as t?cnicas de Difra??o de raios X (DRX), an?lise qu?mica por Espectrometria de Fluoresc?ncia de raios X (FRX) e an?lise de distribui??o granulom?trica ? laser. Foram investigadas as propriedades mec?nicas (compress?o axial e tra??o por compress?o diametral) e de durabilidade (absor??o d??gua e resist?ncia ? carbonata??o) dos concretos com diferentes teores de RCD (25%, 50%, 75% e 100%) como agregado gra?do reciclado em substitui??o ao gra?do natural e adi??o de cinza volante (10%, 15%, 25% e 30%) em substitui??o ao cimento Portland em diferentes rela??es ?gua/aglomerante (0,40, 0,45, 0,50, 0,55 e 0,65). Com base nos resultados observou-se que a adi??o de cinza volante em substitui??o ao cimento Portland em concretos com RCD causa uma redu??o nas propriedades mec?nicas e de durabilidade nos concretos nas primeiras idades. Entretanto, ? medida que o teor de cinza volante aumenta nos concretos com RCD h? um aumento na taxa de resist?ncia ? compress?o axial (fc91/fc28), e ? medida que o tempo de exposi??o ao CO2 vai se avan?ando o coeficiente de carbonata??o tende a diminuir.

Cinzas de carvão mineral são resíduos gerados em grandes quantidades nas usinas termelétricas. Este é um dos resíduos de maior geração no Brasil, aproximadamente 1,7 milhões de toneladas por ano. A disposição muitas vezes irregular deste resíduo pode causar problemas de ordem ambiental, como contaminação de águas subterrâneas, do solo e desequilíbrio de sistemas ecológicos. Uma possibilidade de uso para estas cinzas é a síntese de zeólitas, que são minerais aluminossilicatos microporosos com propriedades interessantes para uso na indústria. Neste trabalho, estudou-se a síntese de zeólitas a partir de cinzas volantes visando à sua aplicação em dessulfuração de gases. A síntese foi realizada pelo método hidrotérmico, utilizando solução alcalina de KOH e relação solução/sólido de 2 mL g-1. As variáveis estudadas foram temperatura (100 e 150 °C), concentração da solução alcalina (3 e 5 mol L-1) e tempo de reação (8, 24, 48 e 72 h). Os produtos obtidos e as cinzas precursoras foram caracterizados quanto à composição química (FRX), mineralógica (DRX), morfológica (MEV), área específica (BET) e capacidade de troca catiônica (CTC). A partir da determinação das estruturas cristalinas (DRX) foi possível identificar a formação das zeólitas merlinoíta e perlialita em algumas das condições investigadas. O maior valor de área específica BET foi de 102,42 m2 g-1, nas condições de síntese de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h, representando um aumento de 30 vezes em relação à área das cinzas. Os valores de capacidade de troca catiônica ficaram entre 0,71 e 2,02 meq NH4+ g-1 para as diferentes condições estudadas. Com as amostras que apresentaram os melhores resultados nas caracterizações foram realizados testes de dessulfuração e seu desempenho foi comparado com as cinzas precursoras, carvão ativado e zeólita comercial. Foram construídas curvas de ruptura e isotermas de adsorção para esses sistemas. As zeólitas sintetizadas a partir das cinzas apresentaram maiores valores de adsorção máxima. A zeólita que apresentou melhor resultado de adsorção foi a sintetizada nas condições de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h de tempo de reação, sendo esta também a que apresentou maior valor de área específica. Sendo assim, a síntese de zeólitas a partir de cinzas de carvão, geradas no próprio processo de combustão em usinas térmicas, mostra-se como uma potencial aplicação no sentido de que estas podem ser utilizadas na própria usina para adsorção do SO2 gerado durante a combustão. / Coal ash is a waste generated in large quantities in the power plants. This is one of the wastes generated in larger quantities in Brazil, approximately 1.7 million tons per year. The often irregular disposal of this waste can cause environmental problems, such as contamination of groundwater, soil and imbalance of ecological systems. One possibility for using ashes is the synthesis of zeolites, which are microporous aluminosilicate minerals with interesting properties for use in industry. In this work, the synthesis of zeolites from fly ash was studied, aiming its application for gas desulfurization. The synthesis was performed by the hydrothermal method using an alkaline solution of KOH and a solution/solid ratio of 2 mL g-1. The variables temperature (100 and 150 °C), alkaline solution concentration (3 and 5 mol L-1) and reaction time (8, 24, 48 and 72 hours) were studied. The products obtained and the precursory ashes were characterized by its chemical composition (FRX), mineralogical (XRD), morphological (SEM), specific surface area (BET) and cation exchange capacity (CEC). From the determination of the crystalline structures (XRD) it was possible to identify the formation of the merlinoite and perlialite zeolites for some of the investigated conditions. The highest BET surface area was 102.42 m2 g-1 under the synthesis conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours. This value represented an increase of 30 times in the surface area comparing to the ash. The cation exchange capacity values varied between 0.71 and 2.02 meq NH4+ g-1 for the different conditions studied. Desulfurization tests were carried out for the samples that showed the best characterization results and its performance was compared with the precursor ash, activated carbon and commercial zeolite. Rupture curves and adsorption isotherms were constructed for these systems. The zeolites synthesized from ash showed higher values of maximum adsorption. The zeolite that showed the best adsorption result was synthesized at the conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours of reaction time, which also had the highest surface area value. Thus, the synthesis of zeolites from coal ash, generated in the combustion process in thermal plants, is shown as a potential application in the sense that these can be used in the plant to adsorb SO2 generated during combustion.

Submitted by PPG Engenharia El?trica (engenharia.pg.eletrica@pucrs.br) on 2018-10-16T14:38:56Z No. of bitstreams: 1 ANA PAULA RODRIGUES MARQUES_DIS.pdf: 2882882 bytes, checksum: a47b86d791e0aae8d3266c6fc3b8a61b (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-10-18T11:08:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ANA PAULA RODRIGUES MARQUES_DIS.pdf: 2882882 bytes, checksum: a47b86d791e0aae8d3266c6fc3b8a61b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T11:15:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA PAULA RODRIGUES MARQUES_DIS.pdf: 2882882 bytes, checksum: a47b86d791e0aae8d3266c6fc3b8a61b (MD5) Previous issue date: 2017-05-31 / There has been a recent increase in the use of new technologies playing an important role in promoting physical fitness, due to the positive impact they have on the health and quality of life of the individual. Taking this into consideration, the present work describes the development of a vibration platform linked to a flywheel (PV?I), which permits whole-body vibration (WBV) and resistance or isoinertial training. Correct measurement of the force values given by the flywheel and amplitude, frequency and acceleration ranges provided by the vibration platform was necessary for production of the prototype. The need to adapt various pieces of equipment and materials was also identified, such as the vibrator motor, springs, vibration dampers, roller bearings, axis, flywheel and frequency inverter. The equipment was validated through laboratory testing, aimed at verifying the performance of the PV?I. A comparator clock was used to measure amplitude, and a triaxial accelerometer provided the platform acceleration data. A frequency inverter was used to regulate the platform frequency. The vibration platform frequencies chosen for the prototype operation evaluation tests were 5Hz to 60Hz, with no platform load, the vibrator motor set at minimum intensity, with acceleration on all three axes (x, y and z) and amplitude measured every 5Hz. Tests were subsequently performed with a 52kg load, simulating the weight of a person, and the vibrator motor set at a vibration intensity of 10% and 20%. Both the platform displacement amplitude and acceleration measurements were acquired at 15Hz, 20Hz, 25Hz, 30Hz and 35Hz, and acceleration alone was also recorded at 40 Hz and 45 Hz. Two further tests were performed with a 55kg load and vibrator motor set at 30% and 40% intensity. These choices were based on findings in the literature, where the most encountered frequency ranges varied between 15Hz and 44Hz. The results demonstrate a relationship between frequency and amplitude; when one is altered the other also changes. The acceleration values collected during testing were used to analyze the vibration levels, in accordance with the ISO 2631-1 (1997) standard. The vibration levels of the platform, in the test configurations used, were confirmed as being acceptable. / O uso de novas tecnologias, que desempenham um papel importante em promover o condicionamento f?sico, tem se intensificado recentemente pelo impacto positivo que causam na qualidade de vida e na sa?de das pessoas. Com base nisso, o presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma plataforma vibrat?ria associada a um volante de in?rcia (PV?I), os quais permitem treinamento de vibra??o de corpo inteiro (TVCI) e resistido ou isoinercial. Para a confec??o do prot?tipo, foi necess?rio o correto dimensionamento dos equipamentos, a partir dos valores de for?a oferecidos pelo volante de in?rcia e da faixa de amplitude, da frequ?ncia e da acelera??o fornecidas pela plataforma vibrat?ria. Foi tamb?m identificada a necessidade de adapta??o de diversos equipamentos e materiais, tais como motovibrador, molas, amortecedores de vibra??o, mancais de rolamento, eixo, volante de in?rcia e inversor de frequ?ncia. Para a valida??o do equipamento, foram realizados testes em laborat?rio, com o objetivo de verificar o funcionamento da PV?I. A medi??o de amplitude foi feita por um rel?gio comparador, enquanto os dados da acelera??o da plataforma foram adquiridos com o uso de um aceler?metro triaxial. A frequ?ncia aplicada ? plataforma foi regulada atrav?s de um inversor de frequ?ncia. As frequ?ncias da plataforma vibrat?ria escolhidas foram de 5Hz a 60Hz nos testes de avalia??o do funcionamento do prot?tipo sem qualquer carga sobre a plataforma e com o motovibrador em intensidade m?nima, sendo a acelera??o nos tr?s eixos (x, y e z) e a amplitude medidas a cada 5Hz. Ap?s, foram realizados testes com carga de 52kg, simulando a massa de uma pessoa, e o motovibrador regulado a uma intensidade de vibra??o de 10% e 20%. As amplitudes de deslocamento da plataforma foram adquiridas em 15Hz, 20Hz, 25Hz, 30Hz e 35 Hz, enquanto a medida da acelera??o incluiu tamb?m 40 Hz e 45Hz. Outros dois ensaios foram feitos com carga de 55kg e o motovibrador regulado a 30% e 40%. Tais escolhas foram feitas com base na literatura onde a faixa de frequ?ncia mais encontrada variam entre 15Hz e 44Hz. Os resultados demonstraram que h? uma rela??o entre frequ?ncia e a amplitude, pois quando se altera a frequ?ncia, a amplitude tamb?m se modifica. As acelera??es coletadas durante os testes serviram para fazer a an?lise dos n?veis de vibra??o, tendo como base a norma ISO 2631- 1 (1997), comprovando que s?o aceit?veis os n?veis de vibra??o da plataforma nas configura??es utilizadas nos testes.

Este trabalho apresenta um estudo de corrosão da armadura induzida por carbonatação em concretos com elevados teores de cinza volante, utilizando-se para isso a técnica de resistência de polarização. Selecionou-se para a pesquisa quatro relações água/aglomerante (0,44, 0,48, 0,55 e 0,65) e quatro teores de substituição de cimento (clínquer + gesso) por cinza volante (0,15, 30 e 45%). Foi também escolhido para comparação o cimento CPIV 32. Os corpos-de-prova foram curados por 28 dias, sazonados por 22 dias e então carbonatados em ambientes com 5 e com mais de 50% de CO2, por um período 223 dias. Após, os concretos foram parcialmente imersos durante 35 dias. Os ensaios de resistência de polarização foram feitos durante todo o período de carbonatação e imersão parcial. Paralelamente, romperam-se corpos-de-prova por compressão axial, determinou-se profundidades carbonatadas e monitorou-se as massas dos corpos de prova usados para ensaio de resistência de polarização. Realizou-se também análises complementares de microestrutura, utilizando-se as técnicas de difração por raios-X, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura por elétrons retroespalhados, análises com EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) e espectroscopia Raman. Os experimentos realizados possibilitaram identificar o efeito significativo da variação do teor de cinza volante para a corrosão da armadura. Os resultados assim obtidos também permitiram constatar o efeito significativo do teor de CO2 para os resultados de potencial de corrosão e de densidade de corrente de corrosão. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a importância de cada vez mais se buscar a realização de ensaios que reproduzam o máximo possível condições de exposição das estruturas no ambiente. / This work presents a study of corrosion of reinforcing steel induced by carbonation in concretes containing fly ash. Four water-binder ratios (0,44; 0,48; 0,55 and 0,65) and four clinker (clinker + gypsum) replacements of fly ash (0;15; 30 and 45%) were selected. It was also chosen CPIV 32 cement to study. After 28 days kept in the moist curing room, the samples were carbonated during 223 days in a CO2 atmosphere with 5% and more than 50% of CO2 After the carbonation period, the concretes samples were partially immersed during 35 days in potable water. Linear polarization resistance tests were made during the whole carbonation and partial immersion periods. Moreover, compressive strength tests were made, depth of carbonation in concretes were determined and the masses of samples used in linear polarization resistance tests were monitored. Even microstructure complementary analyses were made using X-ray diffraction (DRX) techniques, X-ray fluorescence (FRX), electronic microscopy using backscattered electrons and energy dispersive spectroscopy analyses and Raman spectroscopy. Based on the accomplished tests it’s possible to identify the significant effect of the fly ash level replacement in concrete on the reinforcing steel corrosion. The thus gotten results also had of allowed evidencing the significant effect of the CO2 concentration on the results of corrosion potential and corrosion current density.

O presente trabalho foi desenvolvido como intuito de estabelecer uma metodologia de dosagem de concreto com uso de cinza volante, objetivo e racionalizado, visando à redução do consumo de cimento e a intensiva utilização de um resíduo poluente, contribuindo para o incremento na sustentabilidade da construção civil pela redução no consumo de clínquer e da liberação de dióxido de carbono para a atmosfera. Foi estabelecida como premissa basilar a hipótese de ser possível relacionar diretamente a trabalhabilidade de um concreto com seu volume de pasta, sendo este tanto menor quanto menor for o volume de vazios da estrutura granular representada pela composição de agregados. Foram empregados quatro agregados, duas areias naturais e duas britas. A mistura das areias foi definida pela menor massa unitária e os agregados graúdos, de maneira a ser obtido o menor volume de vazios. Com a composição de agregados otimizada é definido o volume ótimo de pasta no traço de melhor trabalhabilidade por verificar um dado índice de consistência com o menor teor de água sobre o total de materiais secos. Considerando a cinza volante parte integrante da pasta foram avaliados diferentes critérios para a definição das proporções a serem incorporadas à pasta, tendo como balizamento o volume ótimo de pasta. Foi desenvolvida uma metodologia de cálculo de traços não convencional uma vez que o parâmetro de entrada é a percentagem de substituição de cimento por cinza e não mais a relação água/cimento. Para fins de validação do método proposto foi desenvolvido um estudo baseado no estabelecimento de um paradigma representado por uma dosagem experimental de concreto, sem emprego de cinza volante, que permitiu o cálculo de traços de referência. Com os mesmos materiais e idêntico proporcionamento entre agregados foram desenvolvidas dosagens pelo método proposto que permitiram o cálculo de traços com base nas mesmas resistências à compressão e a comparação através do consumo de cimento calculado em cada situação. É o resultado da presente pesquisa, então, um método de dosagem, no qual a cinza volante é um insumo indispensável, baseado em conceitos diferentes daqueles adotados até então estabelecidos pelos critérios tradicionais da tecnologia do concreto. / This study was developed in order to create and a streamlined methodology of concrete mix proportioning using fly ash to reduce the cement content and an intensive use of a pollutant contributing to the increase of sustainability in construction through reducing consumption of clínquer and the release of carbono dioxide to the atmosphere. It was established as a basic premisse the possibility of connecting directly the workability of concrete with the volume of cement paste used determinate by the most dense aggregate-packing by the smaller volume of voids in the granular structure obtained in composition of many aggregates as necessary. It was used four commercial aggregates, two natural sands and two kind of crushed stone which were commonly found in a construction materials market around Porto Alegre. The sand were mixed according to the mixture that resulted in lower bulk density and coarse aggregate to be obtained the lower volume of voids as possible, being rightly measured. With the composition of aggregate optimized the optimum volume of cement paste that give the best workability with the lower water requirement will be definite. Considering fly ash as a part of the binder it was developed different criteria for define the amount of fly ash to be incorporate in binder having as foundation the volume admitted as responsible for the best workability mixture. To calculation the concrete mix proportions, was adopted an innovative methodology from the percentage replacement of cement by fly ash and no more by the water/cement ratio. The development of the proposed study was based on creating a paradigma represented by a mix-proportioning without fly ash which allowed the calculation of mix proportions of reference. With the same materials and same proportions between the aggregate, were calculated mix proportions to attend the same compressive strength to compare by the cement content of each situation. Thereby the rresults from this study a mix-proportioning method of concrete using fly ash as an imperative input, based in diferentes concepts of given for traditional concrete technology.

Cinzas de carvão mineral são resíduos gerados em grandes quantidades nas usinas termelétricas. Este é um dos resíduos de maior geração no Brasil, aproximadamente 1,7 milhões de toneladas por ano. A disposição muitas vezes irregular deste resíduo pode causar problemas de ordem ambiental, como contaminação de águas subterrâneas, do solo e desequilíbrio de sistemas ecológicos. Uma possibilidade de uso para estas cinzas é a síntese de zeólitas, que são minerais aluminossilicatos microporosos com propriedades interessantes para uso na indústria. Neste trabalho, estudou-se a síntese de zeólitas a partir de cinzas volantes visando à sua aplicação em dessulfuração de gases. A síntese foi realizada pelo método hidrotérmico, utilizando solução alcalina de KOH e relação solução/sólido de 2 mL g-1. As variáveis estudadas foram temperatura (100 e 150 °C), concentração da solução alcalina (3 e 5 mol L-1) e tempo de reação (8, 24, 48 e 72 h). Os produtos obtidos e as cinzas precursoras foram caracterizados quanto à composição química (FRX), mineralógica (DRX), morfológica (MEV), área específica (BET) e capacidade de troca catiônica (CTC). A partir da determinação das estruturas cristalinas (DRX) foi possível identificar a formação das zeólitas merlinoíta e perlialita em algumas das condições investigadas. O maior valor de área específica BET foi de 102,42 m2 g-1, nas condições de síntese de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h, representando um aumento de 30 vezes em relação à área das cinzas. Os valores de capacidade de troca catiônica ficaram entre 0,71 e 2,02 meq NH4+ g-1 para as diferentes condições estudadas. Com as amostras que apresentaram os melhores resultados nas caracterizações foram realizados testes de dessulfuração e seu desempenho foi comparado com as cinzas precursoras, carvão ativado e zeólita comercial. Foram construídas curvas de ruptura e isotermas de adsorção para esses sistemas. As zeólitas sintetizadas a partir das cinzas apresentaram maiores valores de adsorção máxima. A zeólita que apresentou melhor resultado de adsorção foi a sintetizada nas condições de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h de tempo de reação, sendo esta também a que apresentou maior valor de área específica. Sendo assim, a síntese de zeólitas a partir de cinzas de carvão, geradas no próprio processo de combustão em usinas térmicas, mostra-se como uma potencial aplicação no sentido de que estas podem ser utilizadas na própria usina para adsorção do SO2 gerado durante a combustão. / Coal ash is a waste generated in large quantities in the power plants. This is one of the wastes generated in larger quantities in Brazil, approximately 1.7 million tons per year. The often irregular disposal of this waste can cause environmental problems, such as contamination of groundwater, soil and imbalance of ecological systems. One possibility for using ashes is the synthesis of zeolites, which are microporous aluminosilicate minerals with interesting properties for use in industry. In this work, the synthesis of zeolites from fly ash was studied, aiming its application for gas desulfurization. The synthesis was performed by the hydrothermal method using an alkaline solution of KOH and a solution/solid ratio of 2 mL g-1. The variables temperature (100 and 150 °C), alkaline solution concentration (3 and 5 mol L-1) and reaction time (8, 24, 48 and 72 hours) were studied. The products obtained and the precursory ashes were characterized by its chemical composition (FRX), mineralogical (XRD), morphological (SEM), specific surface area (BET) and cation exchange capacity (CEC). From the determination of the crystalline structures (XRD) it was possible to identify the formation of the merlinoite and perlialite zeolites for some of the investigated conditions. The highest BET surface area was 102.42 m2 g-1 under the synthesis conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours. This value represented an increase of 30 times in the surface area comparing to the ash. The cation exchange capacity values varied between 0.71 and 2.02 meq NH4+ g-1 for the different conditions studied. Desulfurization tests were carried out for the samples that showed the best characterization results and its performance was compared with the precursor ash, activated carbon and commercial zeolite. Rupture curves and adsorption isotherms were constructed for these systems. The zeolites synthesized from ash showed higher values of maximum adsorption. The zeolite that showed the best adsorption result was synthesized at the conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours of reaction time, which also had the highest surface area value. Thus, the synthesis of zeolites from coal ash, generated in the combustion process in thermal plants, is shown as a potential application in the sense that these can be used in the plant to adsorb SO2 generated during combustion.

Neste trabalho foram testados métodos de obtenção de zeólitas e sílica amorfa a partir das cinzas volantes do carvão utilizado na Usina Termoelétrica Presidente Médici, Candiota, RS, tendo como objetivo principal a transformação de um resíduo sólido de grande impacto ambiental em materiais com maior valor agregado e uma ampla gama de aplicações. As matérias primas, assim como os produtos obtidos foram caracterizados por um conjunto de técnicas, a saber: Difratometria de Raios X(DRX), Fluorescência de Raios X(XFD), CHNS elementar, área superficial específica (BET), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para a síntese das zeólitas foi utilizado o processo em duas etapas que consiste em fusão alcalina seguida de tratamento hidrotérmico. Visando a comparação entre as estruturas formadas, os parâmetros avaliados neste processo foram: natureza da fonte de silício e alumínio, tempo de reação, temperatura de reação e proporção cinza/NaOH. As temperaturas utilizadas foram de 350°C, 600°C e 800°C .em tempos de 3h, 5h e 8h e as proporções cinza/NaOH de 1:1 e 1:2. As análises por difração de raios X dos produtos obtidos por fusão alcalina indicaram estruturas zeolíticas naqueles em que foram usadas as proporções cinza/NaOH de 1:1 em todas as temperaturas utilizadas neste processo variando os tempos de reação. Com a proporção cinza/NaOH de 1:2, não foram obtidas estruturas com características zeolíticas. Para a obtenção da sílica amorfa, as cinzas foram submetidas à fusão alcalina com NaOH seguida de lixiviação com HCl a 25%,sendo obtidos dois produtos:um a partir da fase gel e outro da fase precipitada Os produtos obtidos, analisados por difração de raios X apresentaram valores de 2θ (26,6) característicos da sílica amorfa. Uma avaliação semiquantitativa feita por fluorescência de raios X indica que a sílica amorfa precipitada apresentou pureza acima de 95% e a sílica amorfa obtida a partir do gel, apresentou pureza de 75%. / In this essay, methods of obtaining amorphous silica and zeolites from coal fly ash Presidente Médici Thermoelectric Power Plant have been tested, having as main objective the transformation of a large solid waste environmental impact in high value applicable materials. The raw materials, and the products were characterized by a set of techniques: particle size analysis, X-ray diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XFD), CHNS elemental (BET) Scanning electron microscopy (SEM), Microscope bench. For the synthesis of zeólitas, the process was done in two steps. It consisted in alkaline fusion followed by hydrothermal treatment. The parameters evaluated in this process were the origin of the source of silicon and aluminum; reaction time, reaction temperature, proportion fly ash/ hydroxide. The temperatures used were 350 °C, 600 °C and 800 °C. To time of 3h, 5h and 8h and cinza/ NaOH proportion of 1:1 and 1:2 . The products obtained by alkaline fusion those in witch were subjected the proportion fly ash /NaOH 1:1 showed zeolitic structures at all temperatures used in this process by varying the reaction time. With the ratio fly ash/NaOH 1:2 not zeolitic structures were obtained.. To obtain amorphous silica, ash was subjected to alkali fusion with NaOH and treated with hydrochloric acid (25%). Two products were obtained: one from the gel phase and other from the the precipitated phase, The x-ray diffraction patterns shows a amorphous band in the 2 θ region in the range between 20° and 40° which is related to the amorphous silica. A semi quantitative evaluation by X-ray fluorescence shows that the amorphous precipitated silica had purity of above 95%, and amorphous silica obtained from gel showed 75% purity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Comparação entre os resultados de índice de Atividade Pozolânlca (IAP) obtidos por diversas metodologias de ensaios, para a avaliação de três tipos de pozolanas: cinza volante, sílica ativa e cinza da casca de arroz. Os resultados dos Índices de Atividade Pozolânica são comparados com resultados de resistências à compressão de argamassas com estas pozolanas, verificando-se a influência de alguns fatores que podem afetar a resistência das argamassas com cada tipo de pozolana. Os resultados indicaram que os índices de Atividade Pozolânica determinados pelas atuais metodologias não apresentam concordância com o real desempenho das pozolanas em argamassas, encontrando-se para cada ensaio diferentes IAPs para um mesmo material. Os fatores que mais apresentaram influência no desenvolvimento da resistência das argamassas foram a relação água/aglomerante, o tipo e teor de pozolana e a presença de aditivos redutores de água, fatores estes que não são controlados nas atuais metodologias para determinação de IAP.

The increase in the durability of the concrete structures causes greater useful life of the same ones, influencing directly in the improvement of the constructions and the quality of life of the inhabitants. So that a durable structure either is necessary that it is resistant to the aggressive agents who penetrate from the environment for the interior of the concrete, through the pores of the covering layer, being able to reach the reinforcement, causing the corrosion process. The reduction of the dimensions of the pores not only brings the increase in the resistance, but adjusted protection more for the steel for the biggest resistance to the fluid percolating. In the present research the main factors had been studied that influeces in the microstructure of the layer of covering of the concrete. In this study, had been evaluated the characteristics of the microstructure of the covering of concrete with 50% of fly ash (FA) in substitution to the cement for two water/cementitious materials (w/cm) relations, in three layers from the surface until a depth of 60 mm; and the compressive strength of the concrete in the ages of 28 and 91 days for three w/cm, comparing molded samples (MSs) cured in controlled conditions with archetypes extracted samples cured outdoors. Aiming at to restitute the reserve of calcium hydroxide of the concrete, in some admixtures was added lime in amount of 20%. In the tests of axial compressive strength it was verified that, in general, in the lower w/cm relations, the extracted samples had presented higher strength than the MSs. Tests of mercury intrusion porosimetry for the determination of the dimensions and distribution of the pores of the covering layer had been carried through. These tests had shown that the most superficial layer of the concrete presents more open porosity than the interior one. It was verified that, with the increase of the depth of study, the microstructure of concrete was denser. The bound water tests had demonstrated that in concrete with bigger relation w/cm, it increased the amount of hidration products with the increase of the studied depth. In admixtures with lower w/cm and without lime addition, this relation revealed inverse. The admixtures with lime addition had presented bound water amount higher in the layers most internal of the concrete. The tests of search electronic microscopy (SEM) had been used for the qualitative confirmation of the comments carried through in the porosity tests / O aumento na durabilidade das estruturas de concreto acarreta maior vida útil das mesmas, influenciando diretamente na melhoria das construções e na qualidade de vida dos habitantes. Para que um estrutura seja durável é necessário que seja resistente aos agentes deletérios que percolam do meio ambiente para o interior do concreto, através dos poros da camada de cobertura, podendo atingir a armadura, causando o processo de corrosão. A redução das dimensões dos poros traz não apenas o aumento na resistência, mas proteção mais adequada para as armaduras pela maior oposição à percolação de fluidos. Na presente pesquisa foram estudados os principais fatores que influeciam na microestrutura da camada de cobertura do concreto. Neste estudo, avaliou-se as características da microestrutura da camada de cobertura de concretos com 50% de cinza volante (CV) em substituição ao cimento para duas relações água/materiais cimentícios (a/mc), em três camadas a partir da superfície até uma profundidade de 60 mm; além da resistência à compressão do concreto nas idades de 28 e 91 dias para três a/mc, comparando corpos de prova moldados (CPs) e curados em condições controladas com testemunhos extraídos de protótipos curados ao ar livre. Visando repor a reserva de hidróxido de cálcio (CH) do concreto, em alguns traços foi adicionada cal hidratada em teores de 20%. Nos ensaios de resistência à compressão axial verificou-se que, em geral, nas relações a/mc mais baixas, os testemunhos extraídos apresentaram resistências superiores aos CPs. Foram realizados ensaios de porosimetria por intrusão de mercúrio para a determinação das dimensões e distribuição dos poros da camada de cobertura. Estes ensaios mostraram que a camada mais superficial do concreto apresenta porosidade mais aberta do que o interior. Verificou-se que, à medida em que aumentou a profundidade de estudo, mais densa apresentava-se a microestrutura do mesmo. Os ensaios de água combinada demonstraram que em concretos com relação a/mc maiores, aumentou o teor de produtos de hidratação com o aumento da profundidade estudada. Em traços com a/mc mais baixos e sem adição de cal, esta relação mostrou-se inversa. Os traços com cal apresentaram teores de água combinada mais altos nas camadas mais internas do concreto. Os ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizados para a confirmação qualitativa das observações realizadas nos ensaios de porosidade

Este trabalho apresenta um estudo de corrosão da armadura induzida por carbonatação em concretos com elevados teores de cinza volante, utilizando-se para isso a técnica de resistência de polarização. Selecionou-se para a pesquisa quatro relações água/aglomerante (0,44, 0,48, 0,55 e 0,65) e quatro teores de substituição de cimento (clínquer + gesso) por cinza volante (0,15, 30 e 45%). Foi também escolhido para comparação o cimento CPIV 32. Os corpos-de-prova foram curados por 28 dias, sazonados por 22 dias e então carbonatados em ambientes com 5 e com mais de 50% de CO2, por um período 223 dias. Após, os concretos foram parcialmente imersos durante 35 dias. Os ensaios de resistência de polarização foram feitos durante todo o período de carbonatação e imersão parcial. Paralelamente, romperam-se corpos-de-prova por compressão axial, determinou-se profundidades carbonatadas e monitorou-se as massas dos corpos de prova usados para ensaio de resistência de polarização. Realizou-se também análises complementares de microestrutura, utilizando-se as técnicas de difração por raios-X, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura por elétrons retroespalhados, análises com EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) e espectroscopia Raman. Os experimentos realizados possibilitaram identificar o efeito significativo da variação do teor de cinza volante para a corrosão da armadura. Os resultados assim obtidos também permitiram constatar o efeito significativo do teor de CO2 para os resultados de potencial de corrosão e de densidade de corrente de corrosão. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a importância de cada vez mais se buscar a realização de ensaios que reproduzam o máximo possível condições de exposição das estruturas no ambiente. / This work presents a study of corrosion of reinforcing steel induced by carbonation in concretes containing fly ash. Four water-binder ratios (0,44; 0,48; 0,55 and 0,65) and four clinker (clinker + gypsum) replacements of fly ash (0;15; 30 and 45%) were selected. It was also chosen CPIV 32 cement to study. After 28 days kept in the moist curing room, the samples were carbonated during 223 days in a CO2 atmosphere with 5% and more than 50% of CO2 After the carbonation period, the concretes samples were partially immersed during 35 days in potable water. Linear polarization resistance tests were made during the whole carbonation and partial immersion periods. Moreover, compressive strength tests were made, depth of carbonation in concretes were determined and the masses of samples used in linear polarization resistance tests were monitored. Even microstructure complementary analyses were made using X-ray diffraction (DRX) techniques, X-ray fluorescence (FRX), electronic microscopy using backscattered electrons and energy dispersive spectroscopy analyses and Raman spectroscopy. Based on the accomplished tests it’s possible to identify the significant effect of the fly ash level replacement in concrete on the reinforcing steel corrosion. The thus gotten results also had of allowed evidencing the significant effect of the CO2 concentration on the results of corrosion potential and corrosion current density.