The wall effect between the form and the concrete increases the water/cement relation in this interface so that the structural durability piece is in the dependence of the characteristics of this layer that extends from the surface against the form until the reinforcement. To reduce the pores of this layer, supplementary cementing materials have been used to increase the impermeability and decrease the fluids flow between the environment and the interior concrete interior. This investigation presents results on the study of the covercrete prototypes layer (beam) to approach the laboratory test to the one of a real construction, moulded in wooden forms and cured in humid cure for 7 days simultaneously with cast specimens. Portland cement (reference) and with its substitution, in mass, for 50% fly ash, with and without addition of lime were tested. This calcium hydroxide was used to increase the alkaline reserve. The proprieties studied were tested at each 2,5cm of distance of the covercrete, from surface up to 5cm depth, also collected powered samples, with appropriate rotative drilling machines, in identical depths to the previous ones. The analyzed variables were: compression strength, chloride-ion penetration (ASTM C 1202/97), total chloride-ion in acid, Cl-/OH- ratio and specific electric conductivity. The results highlight that the chloride-ion penetration appraised by charge passed in Coulombs in the reference concrete increases from the surface to the depths 2,5 and 5,0 cm. While for the fly ash mixture with or without lime the charge passed is smaller than reference concrete when compared to the corresponding layers each mixture, showing the beneficial effect this supplementary cementing materials offer in terms of protection against chloride-ion peneration and other aggressive substances, protecting the reinforcement more efficiently against corrosion. / O efeito parede entre a forma e o concreto aumenta a relação água/aglomerante nesta interface de modo que a durabilidade da peça estrutural fica na dependência das características desta camada que se estende desde a superfície contra a forma até a armadura. Para diminuir os poros desta camada pozolanas têm sido utilizadas para aumentar a impermeabilidade e diminuir o fluxo de fluidos entre o ambiente e o interior do concreto. Esta investigação apresenta resultados sobre o estudo da camada de cobrimento de protótipos (vigas) para aproximar os resultados de laboratório aos de uma construção real, moldadas em formas de madeira e curadas em cura úmida durante 7 dias simultaneamente com corpos de prova moldados. Foram ensaiadas misturas com cimento Portland (referência) e com a sua substituição, em massa, por 50% de cinza volante, com e sem adição de cal hidratada. Esta última foi usada para aumentar a reserva alcalina. Foram extraídos testemunhos secionados a cada 2,5 cm de distância da camada de cobrimento, da superfície até 5 cm de profundidade, e coletadas amostras pulverizadas, com perfuratrizes rotativas apropriadas, em profundidades idênticas às anteriores. Foram analisados as variáveis: resistência à compressão, penetração de cloretos (ASTM C 1202/97), cloretos totais solúveis em ácido, relação Cl-/OH- e condutividade elétrica específica. Os resultados evidenciam que a penetração de cloretos, avaliada pela carga passante em Coulombs, no concreto de referência cresce a partir da superfície para o interior das peças, nas profundidades de 2,5 e 5,0 cm. Enquanto que nos traços com cinza volante, com e sem cal, a carga passante é menor do que nos concretos de referência quando comparada as camadas correspondentes de cada traço, demonstrando o efeito benéfico que esta pozolana oferece em termos de proteção contra o ingresso de cloretos e de outras substâncias agressivas, protegendo com maior eficiência a armadura contra a corrosão.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-22T17:59:47Z No. of bitstreams: 1 000124129.pdf: 5798048 bytes, checksum: 8846a05585084fbe5d05e0244f670d13 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T17:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000124129.pdf: 5798048 bytes, checksum: 8846a05585084fbe5d05e0244f670d13 (MD5) Previous issue date: 1971-01 / Verifica o comportamento de uma cinza volante ("fly ash") nacional como agente estabilizador de uma areia pura e uniforme. Procurando destacar a ação da cinza volante, escolheu- se um solo não coesivo, desprovido de fração coloidal e, portanto, não se prestando às estabilizações comumente realizadas com cimento portland e cal. A cinza volante - material de refugo da queima de carvão pulverizado nas termoelétricas - e a cal, umedecidas, apresentam reação pozolânica e cimentam os grãos de areia. Procurou-se comprovar pesquisas feitas no exterior, utilizando uma cinza volante produzida em termoelétrica do sul do país. Teve-se também em vista a utilização de areia de duna que ocorre em toda a região costeira. Os resultados experimentais de laboratório são apresentados em tabelas e gráficos, e discutidos. Foram estudadas três (3) misturas com 10%, 17,5% e 25% de cinzas volantes, e todas com 6% de cal hidratada. Foram adotadas duas (2) energias de compactação, e três (3) idades de cura: 7, 14 e 28 dias. Pesquisou-se, também, a influência da temperatura de cura: 7º C, 23°C, 40º C e 60º C, para a mistura com 17,5% de cinzas. Observaram-se resistências à compressão simples dos corpos de prova cilíndricos comparáveis às do solo-cimento; a 28 dias valores de 37 kg/cm² e 54 kg/cm² para a mistura com a maior porcentagem de cinzas, nas duas energias de compactação. Verificou-se a influência do período de cura e da temperatura de cura na resistência, ou seja na reação pozolânica. Além disso, os resultados propiciaram informações quanto aos parâmetros de compactação das misturas, com vistas à utilização no campo. Em suma, ficou evidenciada, em escala de laboratório, a possibilidade deste tipo de estabilização de solos, confirmando estudos feitos no estrangeiro, e, principalmente, o valor de uma cinza volante produzida em central termoelétrica do sul do país quanto à aplicação na utilização de solo arenoso típico de dunas costeiras. / Verify the behavior of a Brazilian fly ash as a stabilizing agent of a pure uniform sand. Timing at the action of fly ash, a soil with no cohesion, lacking of colloidal fraction, was chosen. This soil is not suitable for the usual processes of stabilization with portlant cement or lime. The fly ash - a residual material from the burning of pulverized coal - and lime, when wetted, presents a pozzolanic reaction and cements the sand grains. It was intended to confirm research work made abroad, by using a fly ash produced in a thermo-electric plant from the southern part of Brazil. It was taken into account the possibilities that this process might have, in the coastal region where sand dunes are present. The experimental results from laboratory are presented in tables and graphs, and are thereafter discussed. Three (3) mixtures were studied having: 10%, 17,5% and 25% fly ash, all of them with 6% hydrated lime. Two (2) different compaction energies were applied, and three (3) curing ages adopted: 7,14 and 28 days. It was also investigated the temperature effect on curing at: 7°C, 23°C, 40°C and 60°C for mixture having 17,5% fly ash. The unconfined compressive strengths obtained with the cylindrical specimens are comparable to those of soil-cement; at 28 days values were 37 kg/cm² and 54 kg/cm² for mixture with higher proportion of fly ash, at two compaction energies. It was observed the effect of curing time and temperature on the strength or on pozzolanic reaction. Furthermore, the results furnished information about the compaction parameters of mixtures with views to field use. Summing up these consideration it was put into evidence in laboratory the possibilities of this type of soil stabilization as it had already been done abroad. Above all it was shown the value of the fly ash produced in a thermo-electric plant of the southern part of Brazil in stabilizing sands which are typical of coastal dunes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / When the armed concrete of the point of view of the durability is observed, observes heterogeneous zone from mold, known as cover concrete that possess distinct characteristics of the zones deepest of the structural parts. It is through the same one that the transport mechanisms act that allow the interaction with the environment through the fluid flow that stream for the pores. Between the properties, that more are affected to leave of this layer, it is the carbonation, mainly when one uses high texts of mineral additions, especially pozzolans, that consume the calcium hydroxide of the alkaline reserve and speed up the neutralization process. When the carbonated depth reaches the armor, this suffers process from depassivation for the fall of pH and is available for the beginning of the corrosion, case the ambient conditions will be propitious. The pozzolans, in special the fly ash, beyond the ecological advantages that its job in concrete brings, produce significant alterations in the improvement of the microstructure of the folder but, on the other hand, it consumes great part of CH, speeding up the carbonation process. The present inquiry deals with the study of cured archetypes of concrete in ambient conditions, of where had been extracted certifications from the surface of the concrete and, after, the 2,5 and 5,0 cm of depth, with intention to study the influence of the distance to the external surface on the process of carbonatação, pH and CH. Mixtures with cement Portland (reference) and its substitution had been used, in mass, for 50% of fly ash, with and without addition of hydrated lime. Climatized chamber was used to carry through the assays of sped up carbonation, determining the depths neutralized in 4, 8 and 12 weeks. To leave of these data the carbonatação coefficients had been calculated, of where it can be concluded that the cement substitution for 50% of fly ash increased, in average, in 100% the speed of the carbonation, while that the addition of 20% of lime to these traces made with that increase it to me average lowered for 20%, in average. Also it can be concluded that layer 3, 50 mm of the surface, was the one that more was benefited with the addition of lime in relation to the reference concrete therefore presented coefficient of carbonation of only 40% greater, content of higher CH 5.8%, agreed water content 4% greater and, finally, text of 10 lesser pores of nm raised 10.6% more. / Quando se observa o concreto armado do ponto de vista da durabilidade, percebe-se uma zona heterogênea a partir das fôrmas, conhecida como camada de cobrimento que possui características distintas das zonas mais profundas das peças estruturais. É através da mesma que atuam os mecanismos de transporte que permitem a interação com o meio ambiente através do fluxo de fluidos que percolam pelos poros. Entre as propriedades, que mais são afetadas a partir desta camada, está a carbonatação, principalmente quando se utiliza altos teores de adições minerais, especialmente pozolanas, que consomem o hidróxido de cálcio da reserva alcalina e aceleram o processo de neutralização. Quando a profundidade carbonatada atinge a armadura, esta sofre processo de despassivação pela queda do pH e fica disponível para o início da corrosão, caso as condições ambientais forem propícias. As pozolanas, em especial a cinza volante, além das vantagens ecológicas que traz o seu emprego em concreto, produzem alterações significativas na melhoria da microestrutura da pasta mas, em contrapartida, consome grande parte de CH, acelerando o processo de carbonatação. A presente investigação trata do estudo de protótipos de concreto curados em condições ambientais, de onde foram extraídos testemunhos a partir da superfície do concreto e, após, a 2,5 e 5,0 cm de profundidade, com o intuito de estudar a influência da distância à superfície externa sobre o processo de carbonatação, pH e CH. Foram empregadas misturas com cimento Portland (referência) e com sua substituição, em massa, por 50% de cinza volante, com e sem adição de cal hidratada. Empregou-se câmara climatizada para realizar os ensaios de carbonatação acelerada, determinando-se as profundidades neutralizadas em 4, 8 e 12 semanas. A partir destes dados foram calculados os coeficientes de carbonatação, de onde pode-se concluir que a substituição de cimento por 50% de cinza volante aumentou, em média, em 100% a velocidade da carbonatação, enquanto que a adição de 20% de cal a estes traços fez com que o acréscimo médio baixasse para 20%, em média. Também pode-se concluir que a camada 3, a 50 mm da superfície, foi a que mais se beneficiou com a adição de cal em relação ao concreto de referência pois apresentou coeficiente de carbonatação de apenas 40% superior, teor de CH 5,8% mais alto, teor de água combinada 4% maior e, finalmente, teor de poros menores de 10 nm 10,6% mais elevados.

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.

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.

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.

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.

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.

Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Beca FPU 12/03242