Dissertations / Theses on the topic 'Pozolanic materials'

Os compósitos reforçados com fibras naturais são uma opção frente a fibrocimentos com amianto, devido à grande disponibilidade de fibras naturais como as de coco, sisal além das fibras de celulose. Aspectos relacionados com a durabilidade precisam ser melhorados, podendo ser citado a diminuição da resistência das fibras quando em meio alcalino causando a perda de propriedades mecânicas dos compósitos. Uma alternativa a esse problema é o uso de pozolana que irá consumir o hidróxido de cálcio proveniente da hidratação do cimento Portland, resultando em fases hidratadas como o C-S-H e aluminatos de cálcio, contribuindo assim, para a redução da alcalinidade e para o aumento da resistência mecânica. A metodologia adotada consistiu da análise do efeito de ciclos de molhagem e secagem quanto à formação de produtos da hidratação do cimento e da reação pozolânica a partir de formulações de cimento, filler dolomito, pozolana (metacaulim ou sílica ativa) e fibras de PVA (polivinil álcool) e celulose. As pozolanas empregadas foram efetivas no consumo de hidróxido de cálcio, porém não se constatou grandes ganhos mecânicos devido à degradação da matriz, observada em 250 ciclos, causada pela formação de hidróxido de magnésio com caráter expansivo. As hipóteses para a causa da formação de brucita consistem da reação de desdolomitização do filler dolomito ou da hidratação do periclásio que compõe o cimento Portland.<br>Composites reinforced with natural fibers are a good asbestos fibercomposites replacement material, as a result of the great natural fiber avaibility such as coco nut, sisal and cellulose. Durability aspects need to be improved, like the decrease of fiber resistance in alkaline environment causing the loss of mechanical properties of the composites. An alternative way to solve this problem is using pozzolan. It will react with calcium hydroxide formed by Portland cement hydration and will provide hydration phases as C-S-H and calcium aluminate hydrated, which contributes for the alkaline reduction and in an increase of mechanical performance. The methodology analyzes the effect of wet/dry cycles in composites among the hydration of cement and pozzolanic reaction in composite formulation made with cement, dolomite filler, pozzolan (metakaolin or silica fume) and PVA and cellulose fibers. The pozzolans used in this study consumed almost calcium hydroxide, although low mechanical properties were found. The matrix degradation with expansive brucite formation is explained with two hypotheses: dedolomitization reaction from dolomite filler or periclase hydration from Portland cement observed from 250 cycles.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico<br>Made available in DSpace on 2016-01-08T16:17:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 78985.pdf: 4171498 bytes, checksum: e1ddcdea7062d6b3016ebddc99b7811e (MD5) Previous issue date: 1989<br>Nas indústrias de beneficiamento de arroz do Sul do Estado de Santa Catarina, assim como nas das demais regiões produtoras, queima-se a casca de arroz, em substituição à lenha, para a geração do calor necessário ao processo de secagem dos grãos. Desta queima resultam cinzas. Esta dissertação analisa técnica e econômicamente, o aproveitamento desta cinza "pozolana". Desenvolveu-se um programa experimental em que se buscou a caracterização desta cinza como material pozolânico e, a avaliação de seu desempenho, através da resistência à compressão de corpos de prova de argamassas. Estudou-se também a formulação de cimentos hidráulicos alternativos tipo cal/cinza e cimento Portland/cal/cinza. Apresenta-se também o estudo de viabilidade econômica da implantação de pequenas indústrias para o refino da cinza de casca de arroz.<br>ABSTRACT: In rice produclng reglons rice husk ls burned lnstead of wood to dry grains. This happens in the south of the State of Santa Catarina and the ashes are usualy discarded in rivers causing severe pollution. This dissertation is a tecnical and economical analysis of the use of rice husk ash as a pozzolana material. An experimental investigation was carried out in order to assess the rice husk ash characteristics and performance as a pozzolana material. The compresslve strength af mortars with many dlfferent ratios of ash/portland cement was tested. Tests were also done with alternative hidraulic cements made of lime/ash and portland/lime/ash. An ecanomic feasibl1ity study about the set up of small factories to mill rice husk ash is also presented.

O cimento está entre os materiais mais utilizados no mundo moderno e sua produção deverá crescer nos próximos 40 anos. Esta crescente produção será responsável pela emissão de um grande volume de CO2 na atmosfera, atualmente a indústria cimenteira é responsável mundialmente por 10% das emissões totais de CO2 e pode chegar a 30% em 2050. Portanto, a academia e a indústria estão desenvolvendo estratégias para reduzir este impacto ambiental, uma dessas estratégias é a substituição do clínquer por materiais cimentícios suplementares (MCSs). Para esta estratégia ser efetiva é necessário que estes materiais possuam: (i) viabilidade econômica; (ii) disponibilidade e; (iii) viabilidade técnica. Hoje os materiais suplementares mais utilizados são a escória de alto forno e a cinza volante, mas o aumento na produção do cimento não foi acompanhado pela oferta destes materiais. Assim, outros materiais suplementares estão sendo utilizados pela indústria, como é o caso das pozolanas naturais e artificiais. Portanto o objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade e distribuição geográfica de alguns materiais cimentícios suplementares no Brasil e avaliar a eficiência de seis cimentos pozolânicos comerciais e compará-los com um cimento com alto teor de clínquer quanto a reatividade, demanda de água e indicadores ambientais. Todos os materiais foram fisicamente e quimicamente caracterizados; pastas e argamassas foram analisadas em termos de reatividade, demanda de água e resistência mecânica; finalmente, foram estimados indicadores ambientais e de eficiência. Para pastas e argamassas sem dispersante o cimento com alto teor de clínquer e aqueles com adição de terra diatomácea demandaram mais água que os demais para um mesmo espalhamento, já com adição de superplastificante o cimento REF foi o que demandou mais água. O cimento com alto teor de clínquer foi o mais reativo em todas as idades e apresentou os melhores resultados do indicador de fração de água combinada e indicador de intensidade de ligante. Já para o indicador intensidade de carbono os melhores resultados foram obtidos para os cimentos com alto teor de substituição. No entanto, o estudo mostra que a redução do teor de clínquer não está diretamente relacionada à redução do impacto ambiental do cimento em seu uso, esta redução de impacto também está associada com a eficiência do ligante quanto a sua reatividade e demanda de água.<br>The cement is one of the most used materials in the modern world and its production should grow in the next 40 years. This growing production will be responsible for issuing a large volume of CO2 on the atmosphere, nowadays the cement industry is responsible worldwide for 10% of the total emissions of CO2 and it can reach 30% in 2050. Therefore, academia and industry are developing strategies to reduce this environmental impact, one of these strategies is the substitution of clinker by supplementary cementitious materials (SCMs). For this strategy to be effective it is necessary that these materials possess: (i) economic viability; (ii) availability and; (iii) technical feasibility. Today the most used supplementary materials are the blast furnace slag and fly ash, but the increase in the production of cement was not accompanied by the supply of these materials. Therefore, other supplementary materials are being used by the industry, as is the case of natural and artificial pozzolans. So, the aim of this work is to estimate the availability and geographic distribution of some supplementary cementitious materials in Brazil and evaluate the efficiency of six Portland pozzolan blended cements and compare them with a cement with high clinker content as to reactivity, water demand and environmental indicators. All materials were physically and chemically characterized; pastes and mortars were analyzed in terms of reactivity, water demand and mechanical strength; finally, environmental and efficiency indicators were estimated. For pastes and mortars without dispersant the cement with high content of clinker and those with the addition of diatomaceous earth ordered more water than the others to achieve the same spread, already with the addition of superplasticizer the cement REF was the one that ordered more water than the others. The cement with high clinker content was the most reactive in all ages and presented the best results of the binder efficiency indicator and binder intensity indicator. For the carbon intensity indicator, the best results were obtained for cements with high replacement content. However, the study shows that the reduction of the clinker content is not directly related to the reduction of the environmental impact of the cement in its use, this reduction is also associated with the binder efficiency in means of reactivity and water demand.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T22:58:06Z No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2015-07-14T22:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) Previous issue date: 2009<br>CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>Com o objetivo de reduzir a geração de resíduos nos processos industriais e agrícolas, bem como melhor reaproveitá-los, seja no próprio processo produtivo ou como matéria-prima na elaboração de outros materiais, tem-se cada vez mais investido em pesquisas para a transformação destes, até então considerados apenas resíduos industriais, em produtos de interesse comercial. Neste sentido, as cascas residuais oriundas do processo de beneficiamento de arroz vêm sendo utilizadas como combustível, visando ao aproveitamento energético. Mediante a queima da casca de arroz é gerada a cinza de casca de arroz composta basicamente de sílica, potencializando o uso deste resíduo em diferentes segmentos industriais. Muitos trabalhos aplicam a cinza de casca de arroz na construção civil, visto que grande parte dessas cinzas apresenta características pozolânicas decorrente da alta concentração de sílica amorfa presente no material. Pesquisas têm demonstrado que estas cinzas também apresentam potencialidade de aplicação como material adsorvente. No entanto, a cinza de casca de arroz apresenta-se, muitas vezes, como um material heterogêneo tanto na sua composição granulométrica quanto na sua composição química. Estas características podem interferir nas aplicações limitando seu aproveitamento. A segregação dos resíduos é uma técnica amplamente aplicada no gerenciamento de resíduos sólidos industriais e pode oportunizar a reciclagem dos materiais segregados. Neste contexto, este trabalho tem como proposta principal contribuir para a valorização do resíduo cinza de casca de arroz como co-produto através da etapa de segregação. Foi estudada a influência da segregação da cinza da casca de arroz nas características fisicoquímicas, bem como no seu desempenho como material pozolânico e adsorvente. As amostras e as frações segregadas foram caracterizadas através de parâmetros físicos (perda ao fogo, massa específica, área superficial, distribuição granulométrica) parâmetros químicos (análise química, difração de raio-X) e parâmetros microestruturais (microscopia eletrônica de varredura com espectro de dispersão de energia-EDS). A atividade pozolânica foi determinada após moagem das amostras e das frações através de ensaios de Pozolanicidade com o cimento e Condutividade Elétrica. Os ensaios de adsorção foram realizados com soluções de Cr(VI). O cromo residual foi quantificado pelo método colorimétrico da 1,5- difenilcarbazida. Resultados obtidos demonstraram que a segregação configura-se numa etapa importante, pois remove impurezas e contaminantes presentes na amostra, bem como origina frações diferentes, evidenciadas nos ensaios de caracterização. Nos ensaios de atividade pozolânica, observou-se que a influência da segregação relaciona-se com o tipo de processo de combustão aplicado para a obtenção da cinza. Nos ensaios de adsorção, observou-se que a segregação influenciou na remoção de cromo hexavalente. O estudo demonstrou, nas condições testadas, a viabilidade do uso de cinza de casca de arroz na adsorção do metal quando ajustados os parâmetros do processo que favoreçam a remoção dos íons de cromo.<br>The main objective for the industry is to reduce the generation of wastes, or to find better uses to them, such as in the own productive process or as raw material in the elaboration of other materials. Also, a great amount of funds has been invested in researches for the transformation of such wastes, in by-products of commercial interest. In this way, the rice husk from the rice processing have been used as combustible, for producing energy. Rice husk ashes are generated from the rice husk burning, which presents a potential to be used as raw material in the production of several products in different industry sectors. Most of the works apply the rice husk ash in civil construction, because a great part of those ashes present pozzolanic characteristics as a result of their amorphous chemical structure and the high silica content. In fact, between other factors, the pozzolanicity of rice husk ash depends on the thermal process applied to the rice husk during burning. Researches have been demonstrating that the ashes also may be potentiality applied as adsorbent. However, the rice husk ash comes, many times, as a heterogeneous material so much in your particle size distribution as in your chemical composition. These characteristics can interfere in the applications limiting your use. The segregation of the wastes is thoroughly a technique applied in the administration of industrial solid waste and it can guarantee the recycle of the segregated materials. This work has as main objective to contribute for the valorization of the waste rice husk ash as coproduct through the segregation stage. It was studied the influence of the segregation of the rice husk ash, in physical-chemical characteristics, as well as your acting as pozzolanic and adsorbent. The samples and segregated fractions were characterized via physical (fire loss, specific gravity, specific surface area, particle size distribution), chemical (chemical analysis, X Ray diffraction) and microstructural parameters (scanning electronic microscopy with energy dispersion spectroscopy – EDS). The pozzolanic activity was determined after grinding the samples and the fractions via Cement pozzolanic and Electric Conductivity Methods. The adsorption rehearsals were accomplished with Cr(VI) solutions, that was quantified by the colorimeter method using 1,5-difenilcarbazida. Results demonstrated that the segregation became an important step, because removes impurities and contaminants from the samples and also originates fractions with different characteristics. It was observed, in pozzolanic activity, that the influence of the segregation links with the type of applied combustion process for the obtaining of the ash. It was observed, in adsorption rehearsals, that the segregation influenced in the removal of chromium (VI). Adsorption results showed, considering the experimental conditions in this work, the viability of the use of rice husk ash in the adsorption of chromium (VI) when adjusted the process’s parameters that guarantee the removal of chromium.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais<br>Made available in DSpace on 2012-10-23T18:58:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259882.pdf: 1782093 bytes, checksum: 851ab3198d047e3531f641d7e423813c (MD5)<br>A região da grande Florianópolis é responsável por 80% da produção nacional de moluscos bivalves entre mexilhões (Perna perna) e ostras (Crassostrea gigas). As fazendas marinhas que produzem tais moluscos têm enfrentado problemas quanto ao destino correto das conchas residuais. Estudos recentes evidenciam que as conchas possuem concentrações superiores a 90% de carbonato de cálcio, podendo ser utilizadas como fonte para a produção da cal [YOON, 2002]. Uma aplicação nobre da cal é a produção de revestimentos cerâmicos autoclavados. O endurecimento de concretos e outros materiais baseados em silicatos de cálcio podem ser acelerados através da cura em vapor a alta pressão. Desta forma, pastas pozolânicas desenvolvem em horas a resistência mecânica que somente seria obtida após dias de cura em temperatura /pressão ambiente Assim foram feitas massas utilizando a cal proveniente da concha de ostra, acrescida de metacaulinita e areia de quartzo em diferentes proporções conformadas por prensagem uniaxial. Após tratamento em autoclave a 200 ºC, foram geradas placas com 40 % de porosidade aproximadamente e com resistência mecânica variando entre 7 a 15 MPa. Valores de condutividade térmica ficaram em torno 0,15 W/mK, semelhante a concretos expandidos para construção civil. Como iniciativa para novas matérias-prima, foram confeccionadas amostras substituindo a metacaulinita por bentonita. Esta troca gerou valores mais elevados no quesito resistência mecânica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009.<br>Made available in DSpace on 2012-10-24T13:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271247.pdf: 3242783 bytes, checksum: d3f8c37b2b2b45d089c4f9606611c8c0 (MD5)<br>A propriedade pozolânica da lama vermelha, bem como a sua avaliação ambiental, quanto aos metais lixiviados e solubilizados são analisados nesta pesquisa. A lama vermelha é um resíduo proveniente do refino da bauxita durante o processo Bayer para a produção da alumina e posterior produção do alumínio. A primeira etapa do trabalho compreendeu em caracterizar a lama vermelha através dos ensaios de fluorescência de raios-X (EDX), difração de raios-x (DRX), análise térmica diferencial (ATD), granulometria à laser e massa específica. Posteriormente, para avaliação ambiental da lama vermelha efetuou-se o ensaio de lixiviação e solubilização, conforme NBR 10005 e NBR 100006 (2004), respectivamente. Ensaios de avaliação de atividade pozolânica através do consumo de hidróxido de cálcio, utilizando-se análise térmica diferencial foram executados em amostras de lama vermelha seca e calcinada nas temperaturas de 600, 700, 800 e 900ºC durante um período de 1 hora. Também, para efeitos comparativos, executou-se o ensaio de avaliação da atividade pozolânica de acordo com a NBR 5752 (1992). Para avaliação dos compostos hidratados em pastas produzidas com 5,10 e 15% de lama vermelha em substituição ao cimento realizou-se o ensaio de difração de raios-X e análise térmica diferencial. A influência da lama vermelha sobre a cinética de hidratação das pastas foi verificada utilizando o ensaio de calorimetria semi-adiabática. Os resultados dos extratos lixiviados da lama vermelha demonstraram que os metais pesados arsênio, cádmio, cromo e selênio apresentam valores superiores aos estipulados pela NBR 10005 (2004). Também, as concentrações dos metais cobre, arsênio, cádmio e cromo solubilizados foram superiores ao estabelecido pela NBR 10006 (2004). Os resultados da avaliação da atividade pozolânica, formação de compostos hidratados e calor de hidratação em pastas mostraram que a lama vermelha em estudo apresenta certa atividade pozolânica e poderá substituir parcialmente o cimento para produção de argamassas.<br>The pozzolanic properties of the red mud, as well as, its environmental assessment, regarding the leached and solubilized metals, are analyzed in this research. Red mud is a waste from the bauxite processing via the Bayer process for the production of alumina and later production of aluminium. The first part of the research focused on characterizing the red mud through energy dispersive x-ray (EDX), x-ray diffraction (XDR), differential thermal analysis (DTA), particle size distribution by laser, specific gravity. Subsequently, for the red mud environmental assessment, leaching and solubilization tests were carried out, according to NBR 10005 and NBR 100006 (2004), respectively. Pozzolanic activity determination through calcium hydroxide consumption, using differential thermal analysis, was carried out in dried red mud samples; they were calcined at the temperatures of 600, 700, 800 and 900ºC for one hour. For means of comparison, the pozzolanic activity determination according to NBR 5752 (1992) was also performed. For the assessment of the hydrated compounds in pastes produced with 5,10 and 15% of red mud in substitution of cement, the x-ray diffraction and the differential thermal analysis were performed. The influence of red mud on cement pastes hydration kinetics was assessed using semi-adiabatic calorimetry. The results of the leached extracts from red mud showed values of the heavy metals arsenic, cadmium and selenium above the standards of NBR 10005 (2004). Moreover, the concentrations of copper, arsenic, cadmium and chromium solubilized were above the standards of NBR 10006 (2004). The results of the pozzolanic activity determination, hydrated compounds formation and the hydration heat in pastes showed that the red mud under study shows some pozzolanic activity and will be able to partially replace cement for the production of mortars.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-08-08T16:43:38Z No. of bitstreams: 1 Ana Júlia Maciel Marinho Fernandes_.pdf: 24903248 bytes, checksum: e58f36fcc0799fa5830bd2beede0f0ac (MD5)<br>Made available in DSpace on 2018-08-08T16:43:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Júlia Maciel Marinho Fernandes_.pdf: 24903248 bytes, checksum: e58f36fcc0799fa5830bd2beede0f0ac (MD5) Previous issue date: 2018-05-28<br>Nenhuma<br>A utilização de materiais cimentícios suplementares (MCS) na produção de cimento é uma estratégia bastante difundida para diminuição de custos de produção, e pode contribuir para a minimização da emissão de CO2. Estes materiais, ao reagirem com o hidróxido de cálcio (CH), gerado na hidratação do cimento, formam silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio hidratados adicionais, contribuindo para o ganho de resistência. Segundo a normativa brasileira, para ser considerado um material pozolânico, o somatório de óxidos de Si, Al e Fe deve ser maior do que 70%. No entanto este requisito deve ser tomado com restrições, pois evidências indicam que somente a fração amorfa dos óxidos pozolânicos é que consomem CH. Diante disto, este trabalho teve por objetivo geral avaliar de forma comparativa a influência da composição química e da fração amorfa dos óxidos pozolânicos na reatividade de materiais cimentícios suplementares. Foram estudados uma cinza volante da combustão do carvão (CV); de um resíduo de cerâmica vermelha (RCV); e de um metacaulim (MK). Os materiais tiveram a granulometria ajustada a fim de se obter um D50 de 4 ± 2 µm, buscando uma menor diferença entre a distribuição granulométrica dos MCS e o pó de quartzo (PQ), empregado para compor um padrão secundário de referência, o que permite isolar o fator consumo de cimento nas análises. Os MCS foram caracterizados por FRX, por granulometria à laser, por adsorção de nitrogênio, por picnometria de gás hélio, e microscopia eletrônica de varredura. Empregou-se também DRX em conjunto com o refinamento de Rietveld, utilizando-se o método do padrão interno para a quantificação de fases. A reatividade dos MCS foi medida pelo método de Fratini, por TG/DTG e por resistência à compressão, em pastas e argamassas. Constatou-se que todos os MCS são reativos. O teor de amorfos totais em geral não explica o consumo de CaO, nem as resistências de argamassas. O teor de alumina amorfa apresenta considerável influência sobre consumo de CH, medido em análise térmica, em relação à pasta com PQ. O emprego de pastas para ensaios de resistência, e o padrão com PQ, permitiu avaliar a contribuição da reação dos MCS para as resistências, e, neste caso o teor de amorfos totais e de Al2O3 amorfa apresentam a mesma tendência de comportamento, quanto maior o teor, maior a resistência. No entanto, esta tendência não foi observada quando o teor de SiO2 é isolado, pois o RCV não segue o mesmo comportamento. Foi observado também que o teor elevado de Fe2O3 do RCV pode ser o responsável pela baixa redução de CaO observada no ensaio de Fratini deste MCS.<br>The use of supplementary cementitious materials (SCM) in the cement production is an usually strategy to reduce costs, and it can promote the reduce of the CO2 emissions. These materials react with the calcium hydroxide (CH), generated in the cement hydration, forming hydrated calcium silicates and aluminates, contributing for the compressive strength. A pozzolanic material has to have, according the Brazilian Standards, a sum of Si, Al and Fe oxides above 70%. However, this requirement have to be taken in account with caution, as evidences indicate that only the amorphous fraction of the pozzolanic oxides consume CH. The aim of this work is to evaluate in a comparative way the influence of the chemical composition and of the amorphous fase of pozzolanic oxides in the reactivity of supplementary cementitious materials. It was studied a fly ash from coal burning (FA), a fired-clay brick powder (FCP) and a comercial metacaulim (MK). The size distribution of the material was adjusted in order to obtain a D50 of 4 ± 2 µm, in order to adjust the granulometry of the materials with the quartz powder (QP), that was employed in a secondary reference composition. The use of this secondary reference allows to compare the pozzolanic materials mixtures with a reference with the same cement consumption. The SCM were characterized by XRF, by laser granulometry, by nitrogen adsorption method, helium gas pycnometry, and by scanning electronic microscopy. It was also employed XRD associated with Rietveld refinement, using the internal pattern method for phase quantifying. The SCM reactivity was measured by Fratini Method, by TG/DTG and by compressive strength, in cement pastes and mortars. It was found that all SCM are reactions. The total amorphous content in general does not explain the CaO consumption, neither the mortars strength. The amorphous alumina content shows a considerable influence on the CH consume measured by TG, taking as reference the pastes with QP. The use of cement paste for compressive strength tests, as well the reference with QP, allowed to evaluate the contribution of the reactivity of SCM for the strength, and, in this case, the total amorphous content and the amorphous Al2O3 content presented the same tendency of behaviour: as big is the content, as big is the strength. However, this tendency it was not observed when the amorphous SiO2 is isolated, because the FCP does not have the same behaviour. It also was observed that the high content of Fe2O3 in the FCP can be responsable for the low tax of CaO consumption observed in the Fratini method of this SCM.

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:45Z : No. of bitstreams: 1 000857609.pdf: 3741718 bytes, checksum: daa1ec1e62193ec2a603529b34d3a9aa (MD5)<br>Pesquisas recentes têm demonstrado que o resíduo de cerâmica vermelha possui características que podem ser interessantes na confecção de materiais cimentícios. Objetiva-se, neste trabalho, avaliar a atividade pozolânica do Resíduo de Cerâmica Vermelha (RCV) finamente moído na produção de cimento Portland. Foram realizados ensaios iniciais para se determinar o tempo ideal de moagem do RCV. Em seguida, realizou-se a caracterização química e física do resíduo, pelos ensaios de microanálise (EDS), difração de Raio - X, análise termogravimétrica (TGA e DTA), perda ao fogo e microscopia eletrônica de varredura. Por fim, foram realizados ensaios de resistência à compressão em diferentes composições de argamassa, variando-se o teor de substituição do resíduo pelo cimento Portland. Através desses ensaios pode-se dizer que o RCV possui atividade pozolânica, pois possui em sua composição química sílica e alumina, e mesmo apresentando grande parte de seus elementos em estado cristalino, observou-se através da análise termogravimétrica que o RCV consome hidróxido de cálcio confirmando a sua atividade pozolânica, fazendo com que futuramente possa ser introduzido na composição dos cimentos compostos<br>Recent researches has shown that Red Ceramic Waste (RCW) has characteristics that may be interesting in the production of cementitious materials. The objective, of this study is to evaluate the pozzolanic activity of the red ceramic waste finely ground in the production of Portland cement. Were performed initial testing to determine the optimal time for grinding of the RCW. Then, there was the chemical and physical characterization of the waste, by tests of microanalysis, X-ray diffractometry, thermogravimetric analysis, loss on fire and scanning electron microscopy. Finally, were carried out for compressive strength tests in different compositions of mortar, varying the substitution waste content of the Portland cement. Through these tests, one can said that the RCW has pozzolanic activity, because it has in its chemical composition of silica and alumina, and even presenting big part of its elements in crystalline state, was observed by thermogravimetric analysis that the RCW consumes calcium hydroxide confirming its pozzolanic activity, making future can be introduced in the composition of blended cements

Orientador: Antonio Anderson da Silva Segantini<br>Co-orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima<br>Banca: Sergio Auguto Mello da Silva<br>Banca: David de Carvalho<br>Resumo: Pesquisas recentes têm demonstrado que o resíduo de cerâmica vermelha possui características que podem ser interessantes na confecção de materiais cimentícios. Objetiva-se, neste trabalho, avaliar a atividade pozolânica do Resíduo de Cerâmica Vermelha (RCV) finamente moído na produção de cimento Portland. Foram realizados ensaios iniciais para se determinar o tempo ideal de moagem do RCV. Em seguida, realizou-se a caracterização química e física do resíduo, pelos ensaios de microanálise (EDS), difração de Raio - X, análise termogravimétrica (TGA e DTA), perda ao fogo e microscopia eletrônica de varredura. Por fim, foram realizados ensaios de resistência à compressão em diferentes composições de argamassa, variando-se o teor de substituição do resíduo pelo cimento Portland. Através desses ensaios pode-se dizer que o RCV possui atividade pozolânica, pois possui em sua composição química sílica e alumina, e mesmo apresentando grande parte de seus elementos em estado cristalino, observou-se através da análise termogravimétrica que o RCV consome hidróxido de cálcio confirmando a sua atividade pozolânica, fazendo com que futuramente possa ser introduzido na composição dos cimentos compostos<br>Abstract: Recent researches has shown that Red Ceramic Waste (RCW) has characteristics that may be interesting in the production of cementitious materials. The objective, of this study is to evaluate the pozzolanic activity of the red ceramic waste finely ground in the production of Portland cement. Were performed initial testing to determine the optimal time for grinding of the RCW. Then, there was the chemical and physical characterization of the waste, by tests of microanalysis, X-ray diffractometry, thermogravimetric analysis, loss on fire and scanning electron microscopy. Finally, were carried out for compressive strength tests in different compositions of mortar, varying the substitution waste content of the Portland cement. Through these tests, one can said that the RCW has pozzolanic activity, because it has in its chemical composition of silica and alumina, and even presenting big part of its elements in crystalline state, was observed by thermogravimetric analysis that the RCW consumes calcium hydroxide confirming its pozzolanic activity, making future can be introduced in the composition of blended cements<br>Mestre

O cimento é um dos materiais mais utilizados no mundo, sendo amplamente empregado no setor de construção civil. Dentre os tipos de cimento Portland existentes, há o tipo pozolânico, em que um material pozolânico é adicionado ao cimento, cuja principal característica é reagir com o hidróxido de cálcio gerado nas reações de hidratação e formar compostos com propriedades aglomerantes, semelhantes aos compostos gerados na hidratação. A turfa é um composto orgânico formado pela decomposição de matéria vegetal e é amplamente utilizada na agricultura, na indústria metalúrgica e como combustível, e possui uma composição química semelhante às pozolanas usuais, podendo assim, apresentar potencial para ser utilizada como pozolana. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial pozolânico da turfa quando adicionada ao cimento, nas proporções de 5, 10, 15 e 20% em peso, e correlacionar as propriedades finais com as características apresentadas pelos materiais puros, utilizando três cimentos de fabricantes e composições diferentes. Ensaios de fluorescência e difração de raios X foram realizados para a caracterização dos três cimentos em estudo e da turfa isoladamente e além dos ensaios de finura, água na pasta de consistência normal, início e fim de pega, permeabilidade ao ar, massa específica, expansibilidade e resistência à compressão. Já para as composições, foram feitos os ensaios de porosidade e fluorescência de raios X foram realizados a partir das composições envolvendo cimento e turfa para a idade de 28 dias. Foram feitos também ensaio de resistência à compressão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a combinação das propriedades químicas e físicas de cada um dos cimentos estudados corroboram seu comportamento mecânico e as propriedades finais adquiridas ao longo do processo de cura; os três cimentos, sem adição, apresentam propriedades superiores aos valores estabelecidos por norma. Para o ensaio de resistência à compressão das composições, notou-se que para todos os teores analisados há, independentemente do cimento usado e da idade de rompimento, uma redução de cerca de 70% no valor da resistência mecânica (ao comparar os teores de 5 e 20%), resultando em valores inferiores aos apresentados pelos cimentos puros. Tendo em vista que os valores de porosidade permanecem constantes (em torno de 17%) para todas as composições, pode-se considerar que a turfa, mesmo tendo algumas características químicas semelhantes às pozolanas usuais e apresentando granulometria de acordo com a norma, age como um material inerte, não possuindo atividade pozolânica. Tal fato pode ser explicado pelo teor de sílica presente na turfa (inferior a 30%) que está, parcialmente, em seu estado cristalino, como mostra o DRX, afetando de forma negativa a reação pozolânica. A microscopia eletrônica de varredura confirma os resultados de resistência mecânica obtidos: para o teor de 5% de turfa adicionado ao cimento é possível identificar os produtos da hidratação a partir da microestrutura e da composição química apresentada e quando a adição de turfa é de 20%, há uma mudança drástica na microestrutura para os três cimentos, apresentando áreas que não passaram pelo processo de hidratação.<br>Cement is one of the most used materials in the world, being widely used in the civil construction sector. Among the existing types of Portland cement there is the pozzolanic type, in which a pozzolanic material is added to the cement, whose main characteristics is to react with calcium hydroxide generated in the hydration reactions and to form compounds with binder properties, similar to the compounds generated in the hydration. Peat is an organic compound formed by the decomposition of plant material and is widely used in the agriculture, metallurgical industry and as fuel. The peat chemical composition is similar to usuals pozzolans, which may present potential to be used as pozzolana. The present work aims to evaluate the pozzolanic potential of peat when it is added to the cement, in the content of 5, 10, 15 and 20% by weight and to correlate the final properties with the characteristics present by the pure materials, using three differents cements. X-ray fluorescence and diffraction tests were performed for the characterization of the cements and peat separately, and also fineness tests, water in the paste of normal consistency, start and finish of the handle, air permeability, specific mass, expandability and mechanical resistance for the three cements. On the other hand, X-ray fluorescence and compressive strength tests were performed from the cement and peat compositions for the age of 28 days. In addition, tests of porosity and scanning electron microscopy were made. The results showed that the combination of chemical and physical properties of each studied cement corroborates its mechanical behavior and the final properties acquired during the cure process, all the cements present properties superior to the values established by standart. For the compressive strength of compositions, for every content studied, regardless of age or cement used, there is a reduction of 70% in the mechanical resistance (analyzing contents of 5 and 20%), resulting in values lower than those presented by pure cements. Considering that the porosity values remain constant, around 17%, for all compositions, it can be considered that peat, although having some chemical characteristics similar to usuals pozzolans and presenting granulometry according to the standart, acts as an inert material, having no pozzolanic activity. That can be explain by the silica content in the peat (less than 30%) that is partially in the crystalline state, as shown by the XRD, negatively affecting the pozzolanic reaction. Scanning electron microscopy confirms the results of mechanical resistance obtained: for the content of 5% of peat added to the cement it is possible to identify the hydration products, by the microstructure and chemical composition presented and when the addition of peat is 20%, the microstructure changes drastically for the three cements, presenting areas that did not go through the hydration process.<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Mestrado em Engenharia de Materiais<br>Neste trabalho, foram caracterizados os cimentos em Portugal, associados ao fabrico de argamassas, e foi comprovado que necessitam de alguma adaptabilidade. Com o objectivo de avaliar e, possivelmente, melhorar as propriedades dos cimentos-cola, foram adicionadas pozolanas artificiais (metacaulinos) como substituinte parcial e como complemento do cimento. Foram realizados ensaios físicos, mecânicos e químicos às pozolanas comprovando-se a existência de reactividade pozolânica, embora com graus distintos. Verificou-se que a aderência dos cimentos-cola é fortemente influenciada pelas condições de cura. O efeito pozolânico é evidenciado em condições de imersão em água. A aderência dos cimentos-cola, com e sem, adição de pozolanas à temperatura, ambiente apresenta comportamento semelhante. Avaliou-se a deformação transversal dos cimentos-cola, uma vez que seria expectável que a redução do cimento, através da substituição por pozolanas, originasse produtos menos rígidos e, deste modo, mais flexíveis. Os ensaios realizados permitiram concluir que a adição de pozolanas não desenvolve variações significativas na deformabilidade dos materiais, não limitando as propriedades dos cimentos-cola.<br>In this work, Portuguese cements used for the production of mortars were characterized and it was verified that some adjustments are needed. In order to evaluate and possibly improve the properties of cementitious adhesives, artificial pozzolans (metakaolin) were added as complement and partial substitute of cement. Physical, mechanical and chemical tests were carried out on pozzolans, proving the existence of pozzolanic reactivity, although with different degrees. It was found that in cementitious adhesives, adhesion is strongly influenced by the curing conditions. Pozzolanic effect is evident under water immersion conditions. Cementitious adhesives adherence, with and without pozzolan, showed similar behavior at room temperature. Transversal deformation was evaluated in cementitious adhesives, with pozzolan substitutions and, as it would be expected, decrease of cement fraction leads to less rigid and more flexible products. The addition of pozzolans does not develop significant changes in the deformability of the material but it doesn’t limit cementitious adhesives properties.

Dissertação apresentada ao programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais.<br>The search for new forms to reduce and treat industrial and municipal waste has led to a series of discussions and strategies that focus on the supply chain, which are fundamental for reducing the environmental impacts. This continues to open up an enormous, new field of research, leading to a series of studies concerning the reuse and addition of these residues within the industrial process. The ceramic residues originating from porcelain tile polishing residues (PPR) are no different; they produce a high quantity of effluent that requires water treatment and disposal of the solid part in controlled landfills, involving high financial and environmental costs. In this work, the synergistic effect or caking of PPR as a supplementary cementitious material (SCM) was evaluated; PPR enhanced the effect of Portland cement in cementitious materials. To determine the physical and chemical characteristics of PPR, laser granulometry, X-ray fluorescence (XRF) and atomic absorption and by X-ray diffraction (XRD) assays were performed. To study mixture parameters, six 1:3 mortar compositions were used, with the cement content replaced by residues of 0, 10, 20, 25, 30 and 40%, by mass, which were then evaluated by the following tests: workability (flowtable), compressive strength, pozzolanic activity index (IAP), thermal analysis (TG), calorimetry, and qualitatively by scanning electron microscopy (SEM). Analysis of the results showed that the residue maintains the plasticity characteristic of mortars and has a high index of pozzolanic activity, reaching 111% with the use of 25% residue content, while obtaining a compressive strength (after 120 days of curing) of 40.0 MPa and 41.5 MPa for 0% and 25% PPR content, respectively. These results improve the efficiency ratio of cement consumption, measured in kg m-3 MPa -1, reducing it by around 30%. The residue was also evaluated regarding autogenous shrinkage, which showed that the addition of PPR, besides increasing the time of onset of the contractions, also showed a reduction in shrinkage of 37% for 25% PPR and 82% for 40% PPR content. The study presents the potential and feasibility of using waste products based on Portland cement; however, since the material possesses such noble physical characteristics, further study is required to expand its applications on an industrial and commercial scale.<br>A busca por novas formas de redução e tratamento dos resíduos industriais e urbanos tem levado a uma série de discussões e estratégias que incidem sobre a cadeia produtiva, sendo fundamental para a redução dos impactos ambientais. Isso abre um campo enorme e novo para pesquisa, levando a uma série de estudos relacionados à reutilização e adição destes dentro do processo industrial. O resíduo cerâmico originado no processo de polimento das placas de porcelanato não é diferente, é um efluente necessitando de tratamento das águas e deposição da parte sólida em aterros controlados com um elevado custo financeiro e ambiental. Neste trabalho foi avaliado o resíduo do polimento de porcelanato (RPP) como material cimentício suplementar (SCM), potencializando o efeito do cimento Portland em materiais cimentícios. Para caracterizar física e quimicamente o RPP, foram realizados ensaios de granulometria a laser, fluorescência de raios-X (FRX) e absorção atômica e difração por raios X (DRX). Para estudo da mistura, foram utilizadas seis composições de argamassa, de traço 1:3:0,60 substituindo o cimento por resíduo em teores de 0, 10, 20, 25, 30 e 40% em massa, sendo avaliadas por meio de ensaios de índice de consistência (flow-table), resistência a compressão, índice de atividade pozolânica (IAP), analise térmica (TG), Calorimetria e de forma qualitativa, a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que o resíduo mantém a consistência das argamassas e apresenta elevado índice de atividade pozolânica, atingindo 85% aos 28 dias e 104% aos 120 dias de cura, utilizando 25% de resíduo, e, obtendo, uma resistência a compressão (aos 120 dias de cura) de 40,0 MPa e 41,5 MPa para 0% e 25% de utilização de RPP, respectivamente. Esses resultados melhoram o índice de eficiência de consumo de cimento, avaliado em kg m-3 MPa -1, reduzindo-o em torno de 30%. O resíduo também foi avaliado perante a retração autógena, mostrando que a adição deste, além de aumentar o tempo para o início das contrações, há uma redução da retração autógena, chegando a 37% para 25% e 82% para o teor de 40% de RPP. O estudo apresentou o potencial e a viabilidade do uso do rejeito em produtos à base de cimento Portland, mas necessita de mais estudos que possam ampliar sua aplicação em escala industrial e comercial.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMecanicasDurabilidade.pdf: 3751994 bytes, checksum: 245d4d718711a580d07756e67d6bb167 (MD5) Previous issue date: 2014<br>O presente trabalho tem a finalidade de verificar o comportamento do concreto de cimento Portland Branco com adição de metacaulim e sílica ativa, avaliando o comportamento mecânico, a absorção de água e o nível de porosidade e durabilidade em concretos com este aglomerante. Para isso, foram realizados ensaios no estado plástico (consistência e massa específica) e endurecido (resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, módulo de elasticidade, absorção de água, penetração de cloretos e carbonatação). Foram realizadas avaliações de sua resistência à compressão axial e à tração por compressão dimetral nas idades de 7 e 28 dias através do método IPT/EPUSP que utiliza os traços 1:5, 1:3,5 e 1:6,5. O módulo de elasticidade aos 28 dias. Além destes foi avaliada a permeabilidade por meio de ensaio de absorção; durabilidade através do ensaio acelerado de cloretos e da carbonatação; a porosidade foi verificada com a realização da microscopia eletrônica de varredura. De maneira geral, verificou-se que mesmo a resistência dos concretos de menor proporção agregado/aglomerante (traço pobre), está acima das resistências mais usuais na região metropolitana de Belém que é em torno de 25 a 30 MPa, visto que o cimento branco utilizado é o estrutural, por isso, justifica-se o alcance destes valores mesmo com traço pobre. Com relação à permeabilidade, os resultados demonstraram que assim como a resistência, esta é dependente do tipo de cimento empregado e das adições utilizadas. Os valores mais elevados de permeabilidade foram obtidos nos concretos referência (sem adição). Para estudar a porosidade viu-se que concreto referência apresenta-se menos compacto e com mais poros perceptíveis, principalmente os com maiores proporções agregado/aglomerante. Já nas micrografias dos concretos CMT e CSA, é possível observar uma menor quantidade de poros na região ocupada pela pasta Por fim, foi feita uma comparação das propriedades mecânicas, capacidade de absorção de água e porosidade do Cimento Portland Branco (CPB).<br>The present work aims at investigating the behavior of White Portland cement concrete with addition of metakaolin and silica fume, evaluating the mechanical behavior, the behavior regarding water absorption and porosity level and durability in concrete with this binder. For this purpose, assays were performed in plastic state (consistency and density) and hardened (compressive strength, diametral tensile strength by, modulus of elasticity, water absorption, carbonation and penetration of chloride). Reviews of its compressive strength and tensile strength at the ages of 7 and 28 days by IPT/EPUSP method that uses traces 1:5, 1:3.5 and 1:6,5 were performed. The modulus of elasticity at 28 days. Besides these permeability was evaluated by absorption test; through accelerated durability testing of chlorides and carbonation, porosity was verified by carrying out the scanning electron microscopy. In general, it was found that even the resistance of concrete with the lowest aggregate/binder (poor trait), the proportion is above the more usual resistance in the metropolitan region of Belém which is around 25-30 MPa, whereas white cement used is structural, so it is justified to reach these values even with poor trait. With regard to permeability, the results demonstrated that as resistance, this is dependent on the type of cement used and the additions used. The highest permeability values were obtained in specific reference (without addition). To study the porosity was seen that concrete reference presents more compact and less noticeable pores, especially those with higher aggregate/binder ratios. Already in the micrographs of CMT concrete and CSA, you can see a smaller amount of pores in the region occupied by folder Finally, a comparison was made of the mechanical properties, water absorption capacity and porosity of white Portland cement (CPB).

O objetivo deste estudo foi investigar o processo de corrosão no aço embutido nos concretos com relação a/agl 0,40; a/agl 0,50 e a/agl 0,70, com substituição parcial do cimento por 30% de cinza da casca de arroz (CCA), 25% ou 50% de cinza volante (CV), expresso por massa de cimento, obtendo-se concretos convencionais com resistência mecânica variando entre 17 e 51 MPa, aos 28 dias de idade. O processo de corrosão foi induzido pelos íons cloreto, por exposição aos ciclos de imersão em solução com 3,5% NaCl e secagem ao ar, durante um longo período de exposição (5 anos). Foram apresentados os resultados obtidos das propriedades físicas (resistência mecânica à compressão axial, índice de vazios e absorção de água) e propriedades elétricas (queda ôhmica, resistência e capacitância do concreto e interfacial). Foram discutidas as técnicas eletroquímicas usadas para avaliar o processo de corrosão, tais como o monitoramento do potencial de corrosão (Ecorr), resistência de polarização (Rp), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas de polarização. A técnica de interrupção de corrente foi usada para obter-se informações sobre a queda ôhmica no sistema. No presente estudo foram utilizados diferentes métodos de determinação da velocidade de corrosão (icorr), tais como Rp e EIS. Ambas as técnicas foram relativamente adequadas para a determinação do valor da icorr, quando o aço se encontrava no estado de corrosão ativa. O valor da icorr obtida pela extrapolação das retas de Tafel (retas tangentes às curvas de polarização) tendeu ser mais baixo. Observou-se que a técnica de Rp é relativamente simples, rápida e quantitativa, mas requer a determinação da compensação da queda ôhmica no sistema, o qual pode variar com o tempo de exposição, conteúdo de umidade, teor de íons cloreto e com o grau de hidratação. A técnica EIS pode fornecer informações precisas sobre a icorr, processo de difusão envolvido, heterogeneidade ou porosidade da matriz e interfaces do concreto. Todavia, pode criar um espectro de difícil interpretação, além de consumir muito tempo para a aquisição dos resultados. A dificuldade na técnica EIS ficou também relacionada com a obtenção direta da resistência de transferência de carga (Rt) no diagrama de Nyquist. A evolução do processo de corrosão pode ser mais bem avaliada pelo acompanhamento da diminuição da inclinação da curva log |Z| x log ƒ no diagrama de Bode, sendo esta diretamente proporcional à Rt. Para a análise dos dados de impedância, um circuito equivalente foi proposto, auxiliando na interpretação física do processo de corrosão acontecendo no sistema aço-concreto sem pozolana. Os resultados obtidos também demonstraram que os concretos com mais baixa relação a/agl estudada e com pozolana (30% CCA, 25% CV ou 50% CV, por massa de cimento) foram mais eficientes no controle da iniciação do processo de corrosão, induzida por íons cloreto, quando monitorado pela medida do Ecorr.

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-11Bitstream added on 2015-01-26T13:30:46Z : No. of bitstreams: 1 000801735.pdf: 3565884 bytes, checksum: 1eb296dbfac5fbe4e855baff45035391 (MD5)<br>O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, devido a sua alta produção, enormes quantidades de cinza de bagaço cana-de-açúcar são geradas após a fabricação de álcool e açúcar. A fim de encontrar uma aplicação sustentável para este material residual, este trabalho avalia a produção e utilização de cinza de bagaço cana-de - açúcar (CBC), tanto na produção de aglomerantes com cimento Portland e também em aglomerantes ativados alcalinamente. As propriedades físicas e químicas de CBC foram avaliadas e, os resultados obtidos demonstraram que a CBC apresentou um baixo teor de matéria orgânica (4,4 %) e um elevado teor de SiO2 (78,6 %). A análise por meio do DRX mostrou a presença de fases cristalinas na CBC, sendo o quartzo a fase principal cristalina e a sua presença pode ser atribuída contaminação do bagaço por impurezas do solo. O uso de CBC em substituição parcial ao cimento Portland foi analisado para diferentes porcentagens e tempos de cura. A Reatividade pozolânica da CBC também foi determinada em pastas hidróxido de cálcio / CBC e pastas de cimento Portland / CBC por meio de análise termogravimétrica (TGA). Os resultados confirmaram a reatividade pozolânica da CBC. Para a produção de argamassas e pastas ativadas alcalinamente, trabalhou-se com uma mistura de escória de alto-forno / CBC. Diferentes porcentagens de CBC na faixa de 0-50 % e diferentes tipos de soluções ativadoras foram usadas neste estudo, tais como: hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e solução de silicato de sódio. As argamassas ativadas alcalinamente apresentaram resistência à compressão variando de 15-50 MPa, após 90 dias de cura à temperatura ambiente. A análise microestrutural para pastas e argamassas ativadas alcalinamente foram realizadas utilizando diversas técnicas instrumentais, tais como: TGA, FTIR, DRX, SEM e PIM. Para a análise da durabilidade ...<br>Brazil is the biggest worldwide sugar cane productor and, due to its high production, huge amounts of sugar cane bagasse ash are generated after alcohol and sugar manufacture. In order to find out a sustainable application for this waste material, this work assess the production and use of sugar cane bagasse ash (SCBA) both in Portland cement blended and also in alkali-activated binders. Physical and chemical properties of SCBA were assessed and, obtained results showed that SCBA presented low organic matter (4.4%) and a high SiO2 content (78.6%). XRD pattern showed the presence of crystalline phases in the SCBA, mainly quartz assigned to the soil impurities. The use of SCBA in Portland cement blended mortars was achieved in different percentages and for different curing time. Pozzolanic reactivity of SCBA was also determined in calcium hydroxide/SCBA pastes and Portland cement/SCBA pastes by means of thermogravimetric analysis (TGA) for different curing time. The results confirmed the pozzolanic reactivity of SCBA. SCBA was also used in binary systems blast furnace slag/SCBA for the production of alkali-activated binders. Different percentages of SCBA in the range 0-50% and different types of activating solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium silicate solution were used in this study. Compressive strength mortars in the range 15-50 MPa were yielded after 90 curing days at room temperature. Microstructural analyses for alkali-activated binders were performed using several instrumental techniques such as TGA, FTIR, XRD, SEM and MIP. The durability of selected alkali-activated mortars were tested both in acid attack (HCl, HAc and HN4Cl) and sulfate attack (Na2SO4 and MgSO4). The obtained results were compared to a Portland cement mortars and depending on the attack and on the activating solution, alkali-activated binders can present increment on the compressive strength even ...

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0<br>Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:21Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:148<br>CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>The use of residue in civil construction can to become a activity of extreme important and more frequent, mainly due to amount available with potential of recycling, possible reduction of environments impacts. The kaolin industries produces two type of residue. The residue contain clay mineral kaulinite show potentially of is to employ by pozzolanas at the construction civil industry. This research evaluates the technical viability to production of pozzolanas from mixtures in various percentagens of kaulinitic residue with limestone, wanting increase the reactivity. The contents of replacement of cement for pozzolanas is of 10%, 20%, 30%, 40%, 50% e 60% was studied. The cement employed was CP I S 32 and the pozolanas was made in the laboratory. The following tests in the experiment cements were carried out: specific gravity, specific surface area, water of normal consistency, setting time and compressive strength. Also, were carried out mineralogical tests in the pozolanas. The incorporation of pozzolanas allowed to mortar obtain compressive strengths more than it reference even though in high contents. Due to the pozzolanas show a considerable hydraulic characteristic this it occurred. It waits of residue burned becomes a higher pozzolana to employ at the civil construction, mainly along with cement, mortars and concretes in the substitution of burning clays from natural deposits despite necessity of adding tests for confirmation and complementation of effects was observed.<br>O emprego de resíduos na construção civil pode vir a se tornar uma atividade de extrema importância e mais freqüente, principalmente, pela quantidade disponível com potencialidades de reciclagem, possibilitando minimização dos impactos ambientais. As indústrias que beneficiam o caulim para ser utilizado na indústria de papel são responsáveis por gerar dois tipos de resíduos. Um deles, o resíduo contendo o argilomineral caulinita, apresenta potencialidade de ser utilizado como pozolanas na indústria da construção civil. Essa pesquisa avaliou a viabilidade técnica de produção de pozolanas provenientes de misturas de diversos percentuais do resíduo caulinítico com calcário, com vistas a incrementar a reatividade. Estudou-se os teores de substituição de cimento pelas pozolanas em 10%, 20%, 30%, 40%, 50% e 60%. O cimento utilizado foi do tipo CP I S 32 e as pozolanas foram produzidas em laboratório. Foram realizados os seguintes ensaios nos cimentos experimentais: massa específica, área superficial específica, água de consistência normal da pasta, tempo de pega e resistência à compressão. Nas pozolanas, além das análises química e física, foram realizados ensaios mineralógicos. Baseando-se nos resultados encontrados e na literatura técnica, observou-se que a fabricação da pozolana mostrou-se eficaz, pois permitiu aos cimentos alcançar resistências à compressão muito maiores à referência mesmo com teores elevados de incorporação. É lícito concluir que a incorporação do calcário na calcinação do resíduo proveniente do beneficiamento do caulim confirmou ser uma excelente alternativa na produção de pozolanas de alta reatividade, podendo ser empregadas como adições minerais aos cimentos compostos ou pozolânicos substituindo argilas naturais calcinadas e principalmente na fabricação de elementos pré-fabricados em conjunto com fibras em geral.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:22Z : No. of bitstreams: 1 000837061.pdf: 1904789 bytes, checksum: 8b4d526ca7ac778c3a7ead4be26f6682 (MD5)<br>O cimento Portland é largamente utilizado na construção civil, sendo também um dos materiais mais utilizados do mundo. Porém, há uma grande emissão de CO 2 na produção do cimento Portland, então surge a busca por materiais alternativos na construção civil. Outro problema está relacionado com o crescimento da produção de cana-de-açúcar no Brasil. A folha de cana-de-açúcar é um subproduto da colheita da cana-de-açúcar, e ela possui como qualidade o seu poder calorífico para geração de energia, que é comparável ao do bagaço de cana-de-açúcar. Entretanto, a produção de energia a partir da queima da folha de cana-de- açúcar gera um resíduo, a cinza de folha de cana-de-açúcar. Este resíduo é o principal elemento deste trabalho, objetivando seu uso como material pozolânico em matrizes cimentantes substituindo parcialmente o cimento Portland. Neste trabalho, é estudado desde a produção desta cinza até a sua utilização em matrizes cimentantes. Primeiramente, é estudado o modo de obtenção de uma cinza com boas qualidades pozolânicas. Portanto, são utilizados fornos para queimar a folha e obter a cinza, depois esta passa por um processo de peneiramento e, finalmente, a moagem do material. Após obter a cinza, esta é caracterizada pela Composição Química, Difração de Raio-X, Granulometria, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, Análise Termogravimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura. Em seguida, após a caracterização de cinza, esta é aplicada em pastas de cal/pozolana e cimento/pozolana com o objetivo de analisar sua reatividade pozolânica. Ensaios de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, Análise Termogravimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura são utilizados como análise da evolução da reação pozolânica. Finalmente, a cinza é aplicada em argamassas substituindo parcialmente em massa...<br>Portland cement is widely used in building construction, and one of the mostly materials used in the world. However, Portland cement production generates huge amount of CO 2, and, consequently, researches for alternative materials in building construction is growing up. Another problem is related to growth of sugarcane production in Brazil. Sugar cane straw is a byproduct of harvesting sugar cane, and one of its qualities is the calorific value for power generation that can be compared to sugar cane bagasse. However, the production of energy from burning sugar cane straw generates a waste, the sugar cane straw ash. The residue is the maing element in this work, aiming its use as pozzolanic material in cementitious binder replacing partially the Portland cement. In this work, is studied since the production of this ash until this use in cementing matrices. First, the method of obtaining a good ash with pozzolanic qualities is studied. Therefore, furnaces are used to burn the straw and obtain the ash, then it passes through sieves, and finally grinding the material. After obtaining the ash, it is characterized from Chemical Composition, X-Ray Diffraction, Particle Size, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Thermogravimetric Analysis and Scanning Electron Microscopy. Then, after characterizing the ash, it is assessed in cement pastes/pozzolan and lime/pozzolan to evaluate their pozzolanic reactivity. Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Thermogravimetric Analysis and Scanning Electron Microscopy are used to evaluate the development of pozzolanic reaction. Finally, the ash is used in mortars replacing partially in mass the Portland cement to evaluate the mechanical properties. Four different substitutions were assessed and were compared to the control with no sugarcane straw ash. Results from characterization of sugar cane straw ash and pastes, as well as mechanical properties of mortars, show ...

Orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima<br>Co-orientador: José Luiz Pinheiro Melges<br>Banca: Jorge Luis Akasaki<br>Banca: Fermin de La Caridad Garcia Velasco<br>Resumo: O cimento Portland é largamente utilizado na construção civil, sendo também um dos materiais mais utilizados do mundo. Porém, há uma grande emissão de CO 2 na produção do cimento Portland, então surge a busca por materiais alternativos na construção civil. Outro problema está relacionado com o crescimento da produção de cana-de-açúcar no Brasil. A folha de cana-de-açúcar é um subproduto da colheita da cana-de-açúcar, e ela possui como qualidade o seu poder calorífico para geração de energia, que é comparável ao do bagaço de cana-de-açúcar. Entretanto, a produção de energia a partir da queima da folha de cana-de- açúcar gera um resíduo, a cinza de folha de cana-de-açúcar. Este resíduo é o principal elemento deste trabalho, objetivando seu uso como material pozolânico em matrizes cimentantes substituindo parcialmente o cimento Portland. Neste trabalho, é estudado desde a produção desta cinza até a sua utilização em matrizes cimentantes. Primeiramente, é estudado o modo de obtenção de uma cinza com boas qualidades pozolânicas. Portanto, são utilizados fornos para queimar a folha e obter a cinza, depois esta passa por um processo de peneiramento e, finalmente, a moagem do material. Após obter a cinza, esta é caracterizada pela Composição Química, Difração de Raio-X, Granulometria, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, Análise Termogravimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura. Em seguida, após a caracterização de cinza, esta é aplicada em pastas de cal/pozolana e cimento/pozolana com o objetivo de analisar sua reatividade pozolânica. Ensaios de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, Análise Termogravimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura são utilizados como análise da evolução da reação pozolânica. Finalmente, a cinza é aplicada em argamassas substituindo parcialmente em massa...<br>Abstract: Portland cement is widely used in building construction, and one of the mostly materials used in the world. However, Portland cement production generates huge amount of CO 2, and, consequently, researches for alternative materials in building construction is growing up. Another problem is related to growth of sugarcane production in Brazil. Sugar cane straw is a byproduct of harvesting sugar cane, and one of its qualities is the calorific value for power generation that can be compared to sugar cane bagasse. However, the production of energy from burning sugar cane straw generates a waste, the sugar cane straw ash. The residue is the maing element in this work, aiming its use as pozzolanic material in cementitious binder replacing partially the Portland cement. In this work, is studied since the production of this ash until this use in cementing matrices. First, the method of obtaining a good ash with pozzolanic qualities is studied. Therefore, furnaces are used to burn the straw and obtain the ash, then it passes through sieves, and finally grinding the material. After obtaining the ash, it is characterized from Chemical Composition, X-Ray Diffraction, Particle Size, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Thermogravimetric Analysis and Scanning Electron Microscopy. Then, after characterizing the ash, it is assessed in cement pastes/pozzolan and lime/pozzolan to evaluate their pozzolanic reactivity. Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Thermogravimetric Analysis and Scanning Electron Microscopy are used to evaluate the development of pozzolanic reaction. Finally, the ash is used in mortars replacing partially in mass the Portland cement to evaluate the mechanical properties. Four different substitutions were assessed and were compared to the control with no sugarcane straw ash. Results from characterization of sugar cane straw ash and pastes, as well as mechanical properties of mortars, show ...<br>Mestre

Orientador: Jorge Luís Akasaki<br>Co-orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima<br>Banca: José Luiz Pinheiro Melges<br>Banca: Jorge Juan Payá Bernadeu<br>Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, devido a sua alta produção, enormes quantidades de cinza de bagaço cana-de-açúcar são geradas após a fabricação de álcool e açúcar. A fim de encontrar uma aplicação sustentável para este material residual, este trabalho avalia a produção e utilização de cinza de bagaço cana-de - açúcar (CBC), tanto na produção de aglomerantes com cimento Portland e também em aglomerantes ativados alcalinamente. As propriedades físicas e químicas de CBC foram avaliadas e, os resultados obtidos demonstraram que a CBC apresentou um baixo teor de matéria orgânica (4,4 %) e um elevado teor de SiO2 (78,6 %). A análise por meio do DRX mostrou a presença de fases cristalinas na CBC, sendo o quartzo a fase principal cristalina e a sua presença pode ser atribuída contaminação do bagaço por impurezas do solo. O uso de CBC em substituição parcial ao cimento Portland foi analisado para diferentes porcentagens e tempos de cura. A Reatividade pozolânica da CBC também foi determinada em pastas hidróxido de cálcio / CBC e pastas de cimento Portland / CBC por meio de análise termogravimétrica (TGA). Os resultados confirmaram a reatividade pozolânica da CBC. Para a produção de argamassas e pastas ativadas alcalinamente, trabalhou-se com uma mistura de escória de alto-forno / CBC. Diferentes porcentagens de CBC na faixa de 0-50 % e diferentes tipos de soluções ativadoras foram usadas neste estudo, tais como: hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e solução de silicato de sódio. As argamassas ativadas alcalinamente apresentaram resistência à compressão variando de 15-50 MPa, após 90 dias de cura à temperatura ambiente. A análise microestrutural para pastas e argamassas ativadas alcalinamente foram realizadas utilizando diversas técnicas instrumentais, tais como: TGA, FTIR, DRX, SEM e PIM. Para a análise da durabilidade ...<br>Abstract: Brazil is the biggest worldwide sugar cane productor and, due to its high production, huge amounts of sugar cane bagasse ash are generated after alcohol and sugar manufacture. In order to find out a sustainable application for this waste material, this work assess the production and use of sugar cane bagasse ash (SCBA) both in Portland cement blended and also in alkali-activated binders. Physical and chemical properties of SCBA were assessed and, obtained results showed that SCBA presented low organic matter (4.4%) and a high SiO2 content (78.6%). XRD pattern showed the presence of crystalline phases in the SCBA, mainly quartz assigned to the soil impurities. The use of SCBA in Portland cement blended mortars was achieved in different percentages and for different curing time. Pozzolanic reactivity of SCBA was also determined in calcium hydroxide/SCBA pastes and Portland cement/SCBA pastes by means of thermogravimetric analysis (TGA) for different curing time. The results confirmed the pozzolanic reactivity of SCBA. SCBA was also used in binary systems blast furnace slag/SCBA for the production of alkali-activated binders. Different percentages of SCBA in the range 0-50% and different types of activating solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium silicate solution were used in this study. Compressive strength mortars in the range 15-50 MPa were yielded after 90 curing days at room temperature. Microstructural analyses for alkali-activated binders were performed using several instrumental techniques such as TGA, FTIR, XRD, SEM and MIP. The durability of selected alkali-activated mortars were tested both in acid attack (HCl, HAc and HN4Cl) and sulfate attack (Na2SO4 and MgSO4). The obtained results were compared to a Portland cement mortars and depending on the attack and on the activating solution, alkali-activated binders can present increment on the compressive strength even ...<br>Mestre

O objetivo do presente estudo foi contribuir para a viabilização do uso da cinza de capim elefante em escala laboratorial como uma pozolana ativa em substituição parcial do cimento Portland, através da obtenção e tratamento da cinza e seu estudo em pastas. O trabalho foi desenvolvido em três etapas. Na etapa 1, denominada \"Obtenção da cinza\", foi realizado o estudo das estruturas do capim elefante, que foi separado em folhas, (colmo + bainha) e planta inteira e para análise da cinza de cada parte. Observa-se na cinza que há um teor elevado principalmente, de sílica e potássio, sendo que o teor de sílica é maior na folha, enquanto o de potássio é maior no (colmo + bainha). Na etapa 2, denominada \"Tratamento da cinza\", foram realizados diferentes tratamentos químicos e térmicos no material, com o intuito de diminuir os teores dos íons alcalinos, e, com isso, aumentar a proporção de SiO2 na cinza final. Foram realizados três tratamentos, sendo T1 tratamento no capim elefante antes da queima, com solução ácida, T2 tratamento na cinza de capim elefante com água quente e T3 tratamento também na cinza com solução ácida. Pode-se observar que houve um aumento no teor de sílica nas cinzas após os tratamentos. E por fim, na etapa 3, denominada \"Estudo das pastas\", procurou-se aplicar a cinza com tratamento T3, através da caracterização das pastas. Foram produzidas cinco pastas diferentes, C (somente cimento), CC (cimento - cinza), CS (cimento - sílica ativa), CHC (hidróxido de cálcio - cinza) e CHS (hidróxido de cálcio - sílica ativa). Foram feitos estudos de caracterização dos materiais, como também ensaios para a avaliação das pastas, dentre eles, resistência à compressão e ensaios para análise da hidratação do cimento. A cinza apresentou ser um material reativo. E, para sua aplicação em pasta, pode-se notar que a resistência à compressão da pasta com 20% de cinza não diferiu significativamente da pasta produzida somente com cimento. Pela avaliação de difração de raios X (DRX), observou-se a diminuição dos picos das fases ferrita, aluminato tricálcico, belita e alita, o que é indicativo do processo da reação. Adicionalmente, pela análise de termogravimetria, constatou-se o consumo de portlandita, com o passar do tempo e a formação dos géis de CSH. Com base nos resultados obtidos nas três etapas descritas neste trabalho, pode-se concluir que a substituição parcial do cimento Portland pela cinza de capim elefante como material pozolânico é tecnicamente possível e viável.<br>The aim of this study was to contribute to the use of elephant grass ashes, obtained from laboratory scale, as an active pozzolan in partial replacement of Portland cement, by the production and treatment of these ashes and their evaluation study into pastes. The work was developed in three steps. The step 1, entitled: \"Getting Ash\", was carried out to study the structures of elephant grass, which was separated into leaves, (stem + sheath) and the whole plant, and the ashes of each part were analyzed. It is observed that the ash has high content of silica and potassium, whereas the silica content is higher in the leaf part, while potassium is highest in the (stem + sheath) region. In step 2, entitled \"Treatment of the ash\" there were carried out different thermal and chemical treatments on the material, to reduce the concentration of alkali ions and thereby increase the proportion of SiO2 in the ash. Three treatments were carried out: T1, treatment in the elephant grass before burning, with acid solution; T2, treatment in the elephant grass ash with hot water and; T3, treatment also in the ash with acid solution. It can be observed an increase in the silica content in the ashes after of the treatments. Finally, the step 3 activities, entitled \"Study of pastes\", attempted to apply the ash with T3 treatment, by the characterization of the pastes. Five different pastes were produced, C (cement only), CC (cement - ash), CS (cement - silica fume), CHC (calcium hydroxide - ash) and CHS (calcium hydroxide - silica fume). There were made studies for the characterization of the materials, as well as, the tests for the evaluation of the pastes, such as compressive strength tests and the analyses to measure the hydration of the cement. The ash under consideration showed to be a reactive material. For its application in the paste, it can be noted that the compressive strength of the paste with 20% of the ash did not differ significantly the paste produced with only cement. For the evaluation of X-ray diffraction (XRD), it was observed a decrease of the peaks of the ferrite phases, tricalcium aluminate, alite and belite, which is indicative of the reaction process. In the thermogravimetric analysis, it was observed the consumption of portlandite, in the course of time, and the formation of the CSH. Based on the results obtained in the three steps described in this work, it can be concluded that the partial replacement of Portland cement by elephant grass ash as pozzolanic material is technically possible and viable.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-06-15T15:50:42Z No. of bitstreams: 1 DÉBORA MAGALI HANSEN_.pdf: 2330600 bytes, checksum: 74a7605994355dc5762f8c364bddf4c9 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2016-06-15T15:50:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DÉBORA MAGALI HANSEN_.pdf: 2330600 bytes, checksum: 74a7605994355dc5762f8c364bddf4c9 (MD5) Previous issue date: 2016-03-30<br>CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares<br>A destinação final ambientalmente adequada para os resíduos sólidos industriais é uma problemática que veio ganhando maior importância ao longo dos anos. O setor da construção civil consome grandes quantidades de insumos, gerando paralelamente grandes quantidades de resíduos. Quando o assunto é reciclagem de resíduos industriais, o setor da construção civil exerce um papel importante, reciclando resíduos de diversos setores da economia. Tendo em vista a existência do polo cerâmico no Rio Grande do Sul, e totalidade de resíduos de cerâmica vermelha (RCV) resultante desse polo, buscou-se através deste estudo, verificar qual é o percentual de geração de RCV em uma empresa específica, devido a grande variabilidade dos dados apresentados pela literatura. E em paralelo buscou-se avaliar o potencial pozolânico do RCV e comparar o seu desempenho com o metacaulim, material já consagrado como pozolana. Os aglomerantes (cimento CP II-F-32, Ca(OH)2 – P.A., CH-I) e os materiais pozolânicos (RCV e metacaulim) empregados na pesquisa foram caracterizados quimicamente por ensaios de fluorescência de raios X (FRX) e Perda ao Fogo (PF), mineralogicamente por ensaios de difração de raios X (DRX) e fisicamente por ensaios de, granulometria a laser, massa específica e área superficial específica (BET). Além disso, o RCV e o metacaulim foram submetidos a ensaios para determinação do teor de umidade e finura. Para avaliar a atividade pozolânica do RCV e comparar seu desempenho ao metacaulim foram realizados ensaios de condutividade elétrica, termogravimetria e ensaios de resistência à compressão, orientados pelas NBR 5752:2014, NBR 5751:2015 e NBR 15894:2010. Mediante os resultados obtidos, verificou-se que o percentual de geração de RCV na empresa objeto de estudo, com os ensaios de caracterização foi possível verificar que o RCV atende aos requisitos químicos estabelecidos pela NBR 12653:2014. O procedimento de moagem conferiu ao RCV uma granulometria adequada para uso como pozolona. Quanto a atividade pozolânica, verificou-se que o RCV atendeu ao requisito da NBR 12653:2014, no que diz respeito à resistência com o aglomerante Ca(OH)2 P.A., já quando ensaiado com o aglomerante CH-I, o RCV apresentou resistência à compressão consideravelmente superior ao metacaulim. Já nas argamassas moldadas com cimento, o RCV não atingiu o índice de atividade pozolânica (IAP) exigido na NBR 12653:2014, impedindo sua classificação como material pozolânico. Nas argamassas ensaiadas sob as prescrições da NBR 15894:2010, contendo 15% de substituição do cimento pelo RCV, os resultados de resistência à compressão não apresentaram diferenças significativas em relação às argamassas referência, apontando indícios de melhor desempenho em menores teores de substituição. As análises térmicas evidenciaram o consumo de Ca(OH)2 das pastas. As pastas formuladas com 25% de substituição do cimento por metacaulim apresentaram maior consumo de Ca(OH)2 em relação as pastas formuladas com 25% de RCV, evidenciando a atividade pozolânica dos materiais.<br>The final destination environmentally suitable for industrial solid waste is a problem that came gaining more importance over the years. The construction industry consumes large amounts of supplies, generating parallel large quantities of waste. When it comes to recycling of industrial waste, the construction sector plays an important role, recycling waste from various sectors of the economy. Considering the existence of the ceramic polo at the Rio Grande do Sul, and all red ceramic waste (RCV) resulting from this pole, we sought through this study, find what is the percentage of RCV generation in a specific company due the great variability of the data presented in the literature. And in parallel we sought to evaluate the potential of pozzolan RCV and compare their performance with metakaolin, material already recognized as pozzolan. The binder (cement CP II-F-32, Ca(OH)2 – P.A., CH-I) and pozzolanic materials (RCV and metakaolin) employed in the study were chemically characterized by X-ray fluorescence assays (XRF) and Loss Fire (PF), mineralogically by testing X-ray diffraction (XRD) and physically by tests of laser granulometry, specific gravity and specific surface area (BET). Furthermore, the RCV and metakaolin were subjected to tests for determination of humidity content and fineness. To evaluate the pozzolanic activity of the RCV and compare its performance to metakaolin were performed electrical conductivity tests, thermogravimetry and compressive strength tests, guided by the NBR 5752:2014, NBR 5751:2015 and NBR 15894:2010. From the results obtained, found to the percentage of RCV generation in study subject company with the characterization tests it was verified that the RCV meets chemical requirements of the NBR 12653:2014. The grinding procedure gave the RCV adequate particle size for use as pozolona. As the pozzolanic activity, it was found that the RCV met requirement the NBR 12653:2014 with regard to resistance to Ca(OH)2 P.A. agglomerating, since when tested with CH-I agglomerating, the RCV showed compression resistance the considerably higher than metakaolin. Already in the cast with cement mortar, the RCV has not reached the pozzolanic activity index (IAP) required in NBR 12653:2014 preventing classification as pozzolanic material. In mortars tested under the requirements of NBR 15894:2010, containing 15% replacement of cement by RCV, the compressive strength results showed no significant differences from the reference mortar, indicating better performance indications in lower replacement levels. The thermal analysis showed the consumption of Ca(OH)2 pastes. The pastes formulated with 25% of the cement replaced by metakaolin showed increased consumption of Ca(OH)2 relative pastes formulated with 25% RCV, showing the pozzolanic activity of the materials.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T21:09:02Z No. of bitstreams: 1 SUELLEN LISBOA DIAS BELTRÃO - TESE PPG-CEMat 2014..pdf: 5738943 bytes, checksum: 0bccb1785d07e57f9e0fe26f6e6d41cc (MD5)<br>Made available in DSpace on 2018-04-12T21:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SUELLEN LISBOA DIAS BELTRÃO - TESE PPG-CEMat 2014..pdf: 5738943 bytes, checksum: 0bccb1785d07e57f9e0fe26f6e6d41cc (MD5) Previous issue date: 2014-08-27<br>CNPq<br>O ambiente construído do futuro está sendo edificado no começo de uma nova era ecológica, a da reutilização. Nesse sentido, a utilização de resíduos como forma alternativa de substituição do cimento em argamassas pode vir a alcançar o patamar da sustentabilidade. A produção excessiva de resíduos de caulim tanto no estado da Paraíba como no interior do estado do Rio Grande do Norte vem sendo alvo de pesquisas. Os resíduos de caulim oriundos do processo de beneficiamento do caulim classificados como resíduo grosso e resíduo fino são descartados de forma indiscriminada no meio ambiente, causando grande impacto ambiental e prejudicando a população circunvizinha das pilhas de resíduos. Na tentativa de propor alternativas para a reutilização destes resíduos e produção de materiais inovadores para os mais variados setores da construção civil este trabalho apresenta como objetivo avaliar o comportamento mecânico e durabilidade de argamassas incorporadas com resíduo de caulim calcinado. A mistura utilizada foi composta por 50% de resíduo de caulim grosso + 50% de resíduo de caulim fino, foram incorporados em argamassas nas proporções em massa de 1:2:6 e 1:2:8 com teores de substituição do cimento de 0%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30%. mento de 0%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30%. As argamassas foram submetidas a curas distintas sendo estas, realizadas em ambiente interno e em ambiente externo, obedecendo as idades de 30, 60, 90, 180 e 360 dias e ainda submetidas aos ensaios de durabilidade acelerada por meio dos ciclos de molhagem e secagem. Para a incorporação deste resíduo nas argamassas foram realizadas a caracterização física, química e mineralógica do resíduo, assim como avaliação da temperatura de queima do resíduo para avaliação da reatividade da pozolana. A pozolana com melhor característica física foi determinada a uma temperatura de 800°C e a partir desta, deu-se prosseguimento a incorporação do resíduo de caulim calcinado sob forma de pozolana nas argamassas. Foram moldados corpos de prova cilíndricos de 50 mm x 100 mm. Os corpos de prova conforme o tipo de cura e idade foram avaliados mecanicamente através do ensaio de resistência a compressão simples. Amostras das argamassas foram pulverizadas em pistilo com almofariz de porcelana e peneiradas em peneira ABNT de n°200 após o ensaio de resistência a compressão para serem analisadas por meio das técnicas de difratometria de raios-X, análise térmica diferencial e gravimétrica Diante dos valores de resistência apresentados, as argamassas com substituição do cimento pelo resíduo de caulim calcinado, podem ser classificadas de acordo com a NBR 13281 (2001) como sendo do Tipo I com valores de resistência mecânica ≥ 0,1 e ≤ 4,0 (MPa) e Tipo II com ≥ 4,0 e ≤ 8,0 (MPa) para ambos os traços 1:2:6 e 1:2:8.<br>The built environment of the future is being built at the beginning of a new was ecological, that of re-use. In this sense, the use of waste as alternative way of replacing the cement in mortars can reach the level of sustainability. Excessive production of waste from kaolin in the state of Paraíba and in the interior of the state of Rio Grande has been under investigation. The kaolin residues from the processing of kaolin classified as waste are disposed of indiscriminately in the environment, causing great environmental impact and damaging the surrounding population of waste batteries. In an attempt to propose alternatives for reuse of this waste and the production of innovative materials for the most varied sectors of construction, this paper presents the objective of evaluating the mechanical behavior and durability of mortars incorporated with residue of calcined kaolin. The mixture used was composed of 50% kaolin residue + 50% fine kaolin residue, were incorporated into the mortars in 1: 2: 6 and 1: 2: 8 mass proportions with cement substitution of 0%, 5%, 10%, 15%, 20% and 30%. 0%, 5%, 10%, 15%, 20% and 30%. The mortars were submitted to different cures, these being carried out in an environment internal and external environment, obeying the ages of 30, 60, 90, 180 and 360 days and subjected to the tests of accelerated durability by means of the wetting and drying cycles. For the incorporation of this residue in mortars were carried out the physical, chemical and mineralogical characterization of the residue, as well as the evaluation of the burning temperature of the residue for evaluation of pozzolan reactivity. Pozolana with better characteristics physics was determined at a temperature of 800 ° C and from this it was the incorporation of the residue of calcined kaolin in the form of pozzolan in mortars. 50 cylindrical specimens were molded mm x 100 mm. The specimens according to the type of cure and age were evaluated mechanically by the compressive strength test simple. Samples of the mortars were sprayed in pistil with porcelain mortar and sieved in No. 200 ABNT sieve after the test compression strength to be analyzed by X-ray diffraction, differential and gravimetric thermal analysis values ​​presented, mortars with by the residue of calcined kaolin, can be classified according to the with NBR 13281 (2001) as Type I with resistance values mechanics ≥ 0.1 and ≤ 4.0 (MPa) and Type II with ≥ 4.0 and ≤ 8.0 (MPa) for both traces 1: 2: 6 and 1: 2: 8.

Orientador: Jorge Luís Akasaki<br>Resumo: O contexto mundial de preocupação em relação ao meio-ambiente, seu uso desenfreado e a emissão dos gases estufa, principalmente a emissão de dióxido de carbono destacou a importância da pesquisa para se buscar novas alternativas sustentáveis nos meios de produção, dentre eles se encaixa a indústria do cimento Portland. A proposta deste estudo é uma nova alternativa sustentável para a construção civil, estudando a cinza de folha de bambu (CFB) como material pozolânico para ser utilizado como substituição parcial do cimento Portland. A cinza de folha de bambu foi produzida através de um processo de autocombustão sem temperatura controlada, e foi caracterizada física e quimicamente através dos ensaios de Fluorescência de Raio – X (FRX), determinação do teor de sílica amorfa, Difratometria de Raio – X (DRX), Granulometria a Laser, Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (FESEM), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Analise Termogravimétrica (TGA). Sua reatividade foi analisada através dos ensaios de condutividade elétrica e pH, ensaio de Frattini e pastas de Cal/CFB e Cimento/CFB, as quais foram submetidas aos ensaios de FTIR, TGA e FESEM. Para avaliar sua influência na argamassa no estado fresco e endurecido, foram realizados os ensaios de índice de consistência e o ensaio de resistência à compressão, comparando-se as argamassas com substituição parcial do cimento à uma argamassa controle, sem adição mineral. Já a influência da ci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)<br>Abstract: The global context of concern for the environment, its unrestrained use and emission of greenhouse gases, especially the emission of carbon dioxide, highlighted the importance of research to find new sustainable alternatives in the means of production, among them, the Portland cement industry. The proposal of this study is a new sustainable alternative for civil construction, studying bamboo leaf ash (BLA) as pozzolanic material to be used as partial replacement of Portland cement. The bamboo leaf ash was produced by a process of autocombustion without temperature control, and was characterized physically and chemically by means of X - Ray Fluorescence (FRX), determination of the amorphous silica content, X - Ray Diffractometry (XRD), Laser Granulometry, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The reactivity analysis was carried out by means of electrical conductivity and pH measurements, Frattini analysis and calcium hydroxide / CFB and Cement / CFB pastes, which were assessed by FTIR, TGA and FESEM analysis. In order to evaluate its influence on the mortar in the fresh and hardened states, the tests of consistency index and compressive strength were carried out, comparing mortars with cement partial replacement with a control mortar, without mineral addition. The influence of the ash on durability was analyzed by means of mercury intrusion porosimetry analysis (MIP) and acid ne... (Complete abstract click electronic access below)<br>Mestre

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-06-20T12:30:42Z No. of bitstreams: 1 Moisés Mário Cachepa_.pdf: 3004067 bytes, checksum: 24c7ce290fa414a34e3454c918c0403c (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-06-20T12:30:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moisés Mário Cachepa_.pdf: 3004067 bytes, checksum: 24c7ce290fa414a34e3454c918c0403c (MD5) Previous issue date: 2017-05-22<br>CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>O uso de adições minerais, como as pozolanas, tem sido adotado como adição ou substituição parcial do cimento, fundamentalmente na produção de concretos, com intuito de melhorar algumas das características, tais como redução de calor de hidratação, melhoria da trabalhabilidade, aumento da resistência à compressão, aumento da durabilidade em meios agressivos, redução da emissão de CO2, redução do aparecimento de eflorescência. Um sério problema de durabilidade é a reação álcali-agregado (RAA), que é um fenômeno que em geral se manifestam em estruturas de concreto massa, como barragens. A RAA é entendida como sendo um processo químico que ocorre em concreto, em que alguns constituintes mineralógicos presentes no agregado reagem com íons alcalinos, provenientes de hidróxidos originados na hidratação do cimento que estão dissolvidos na solução dos poros, formando um gel higroscópico expansivo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a mitigação da reação álcali-agregado em concreto mediante o emprego de resíduos da cerâmica vermelha (RCV) e metacaulim (MK) como pozolanas. O RCV foi adquirido como resíduo de indústria da produção de blocos cerâmicos, enquanto que o MK é um produto comercializado, sabidamente mitigador da RAA e, geralmente, com elevada atividade pozolânica. Para se alcançar o objetivo, foram analisadas as características físicas, químicas, mineralógicas do RCV e do MK, e determinou-se o índice da atividade pozolânica. Tanto o RCV como o MK apresentaram índice de atividade pozolânica superior a 90%. O agregado utilizado foi classificado como potencialmente reativo por meio de análise de petrografia e do método acelerado de barras de argamassa. Para avaliação da eficiência das adições minerais na mitigação da RAA, empregou-se o método acelerado de barras de argamassa. As pozolanas isoladas e combinadas foram empregadas em teores de substituição de cimento de 20% e 30%. Avaliou-se também resistência à compressão e absorção capilar de água em 48h e 28 dias, submetidos à solução saturada de em Ca(OH)2; e em 28 dias de imersão em solução de NaOH. Com os resultados de expansão, foi possível verificar que todos os materiais e teores propostos promoveram uma mitigação da RAA em relação às amostras confeccionadas somente com cimento, com valores de expansão inferiores a 0,10%. Para os aglomerantes estudados, foi possível verificar que entre as pozolanas, quanto menor o equivalente alcalino, menores são as expansões. No entanto, as misturas somente com MK apresentam valores de equivalente alcalino similares ao cimento e as expansões são significativamente reduzidas. Para uma mesma relação Ca/Si dos aglomerantes, quanto maior for o teor de RCV menor é a expansão. Quando se avalia o teor de alumina dos aglomerantes, percebe-se que aqueles que contém MK apresentam o maior teor, mas, no entanto, não retornam as menores expansões, o que se explica pela sua maior dimensão média equivalente, em relação aos aglomerantes que contém RCV. A menor dimensão das partículas de RCV parecem aumentar o efeito mitigador que o teor de Al possui, pois a superfície de dissolução destas partículas é maior. A comparação dos resultados da resistência à compressão e absorção de água antes de iniciar o ensaio acelerado e após, bem como a comparação com as argamassas aos 28 dias que não sofreram ataques ajudam a enteder o comportamento das pozolanas na mitigação da RAA.<br>The use of mineral additions through pozzolans, both naturally and artificially, has been adopted by several civil engineering professionals through the partial substitution of cement primarily in the production of concrete slabs, with the aim of improving some of the characteristics such as: Reduction of the heat of hydration, improvement of the workability, increase of the resistance to compressive strength, increase of the durability in aggressive environments, reduction of the emission of CO2, reduction of the appearance of efflorescence and reduction of the expansions due to the alkali-aggregate reactions. One of the pathologies that greatly affects mass concrete structures such as dams is the alkali-aggregate reaction, which is understood to be a chemical process occurring in concrete, in which some mineralogical constituents present in the aggregate react with hydroxides from the cement that are dissolved In the solution of the pores forming an expansive hygroscopic gel. The elaboration of this work, on the one hand, was motivated by the fact that one of the main dams in Africa located in Mozambique, shows signs of expansion according to several authors and, on the other hand, as a way of evaluating the Pozolan potential of RCV and MK. This work aimed to evaluate the mitigation of the alkali-aggregate reaction in concrete through the use of residues of red ceramics and metakaolin as pozzolans. The RCV was purchased as a waste from the production of ceramic blocks, while the MK was from a commercial product. In order to reach the objective, the RCV and MK underwent an investigation taking into account physical, chemical, mineralogical characteristics and the determination of the index of the pozzolanic activity. Both RCV and MK had pozzolanic activity index higher than the 90% established by NBR 12653 (2014). The aggregate used was classified as potentially reactive through analyzes of petrography, DRX, FRX and accelerated method of mortar bars. For the evaluation of RAA, samples were prepared and analyzes of aggregate reactivity and mineral additions efficiency were performed using the accelerated method of mortar bars, compressive strength and water capillary absorption in a substitution of 20% and 30% of cement by RCV, MK and RCV + MK, in the following curing ages: 48h, 28 days in Ca (OH) 2 and 28 days of immersion in NaOH solution. By the expansion results, it was possible to verify that all materials and cement substitution contents by pozzolans proposed had a reduction of less than 0.10% recommended by ASTM C1567 (2013), classified as insufficient to cause deleterious reactions due to potential Pozolânico of the MK and RCV. It was possible to verify that the higher the alkaline equivalent, the larger the expansions, the smaller the Ca / Si ratio, the smaller the expansions, the higher the alumina content, the smaller the expansions, the smaller the average equivalent size Of the particles, the smaller the expansions, and the larger the total porosity, the larger the expansions. The results of the compressive strength and water absorption showed that the mixtures submitted to the accelerated test presented worse performance in relation to the cured mixtures in Ca (OH) 2 due to the microstructure of the mortars, creating internal microcracks, or because the formed gel permeable to water penetration.

Orientador: Jorge Luis Akasaki<br>Resumo: Com a vigente expansão dos canaviais brasileiros, um estudo direcionado para os resíduos provenientes da cana-de-açúcar torna-se imprescindível no cenário atual. Neste sentido, pesquisas estão sendo desenvolvidas para a utilização de cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC) em compósitos cimentícios, sendo que esta cinza é obtida a partir da queima do bagaço que é utilizado como combustível em processos de cogeração de energia. A CBC é predominantemente constituída de dióxido de silício, e esta característica tem conduzido à avaliação da potencialidade pozolânica do material, principalmente em substituição ao cimento Portland. Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse em se determinar o que é conhecido como Fator k de Eficácia Cimentante, que corresponde a um número que caracteriza o material pozolânico e determina a equivalência entre este e o cimento, do ponto de vista das características aglomerantes, e o seu consequente resultado no desenvolvimento das resistências mecânicas. O coeficiente de eficácia não é único para cada tipo de material, isto é, depende de algumas variáveis como por exemplo a relação água/cimento, proporção entre cimento e pozolana, idade de cura, entre outros parâmetros. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é determinar o fator de eficácia cimentante da cinza do bagaço de cana-de-açúcar, em termos de resistência mecânica à compressão de microconcretos e concretos. O estudo do fator k se deu a partir da substituição de cimento Port... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)<br>Abstract: A specific study related to the reusing of wastes from sugarcane industry is essential nowadays, mainly due to the increasing on the brazilian sugar cane plantations. On this way, several studies have been performed using sugarcane bagasse ash (SCBA) in cementitious composites, where the SCBA was obtained from the energy cogeneration process. Due to the chemical composition of SCBA, mainly silicon, studies related to its use as pozzolanic material in Portland cement binder have been reported. In the last years, the knowledge about factor k, that corresponds to a number characterize a pozzolanic material and determines its equivalence with Portland cement (OPC) from mechanical strength point of view, is increasing. Factor k depends on some variables used in mortars or concretes mixtures such as water/OPC ratio, proportion between OPC and pozzolanic material, curing time, among other parameters. The aim of this work is to assess the factor k of SCBA from mechanical point of view micro-concretes and concretes. The assessment of factor k was performed replacing OPC by SCBA and adding SCBA to the control mixture (without SCBA) for a fixed water/OPC ratio. Phisico-chemical characterization of SCBA and its reactivity on calcium hydroxide/SCBA and OPC/SCBA were assessed on pastes. Conductivity/resistivity and electrical impedance measurements were performed on mortar samples. Pozzolanic reactivity of SCBA could be detected by modifications on the conductivity/resistivity and electric... (Complete abstract click electronic access below)<br>Doutor

Tese de doutoramento em Engenharia Química, apresentada ao Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra<br>Este trabalho teve como objetivo principal o estudo de novos materiais poliméricos que possibilitem o desenvolvimento de novos cimentos com desempenhos mecânicos e físicos idênticos aos obtidos com os cimentos Portland comercializados. Desta forma é possível reduzir a quantidade de clínquer incorporada e com isso mitigar o impacto económico e ambiental que a produção de cimento envolve para indústria cimenteira. Pretendeu-se desenvolver materiais de alto desempenho e multifuncionais baseados em matrizes que resultem da combinação de clínquer e outros compostos, como pozolanas e/ou aditivos poliméricos. O projeto centrou-se também no estudo da sinergia entre materiais cimentícios e materiais poliméricos. Com este trabalho perspetivou-se a otimização de ligantes compostos por clínquer e pozolanas artificiais. Para tal, numa primeira fase foi realizado o estudo do comportamento reológico e mecânico destes novos ligantes, avaliando as suas limitações e vantagens, e a compatibilidade destes com os adjuvantes poliméricos normalmente utilizados para os cimentos correntes. Em simultâneo com este estudo realizou-se também a caracterização dos materiais utilizados. Os resultados mostraram que estes ligantes apresentam algumas deficiências quando comparados com os cimentos correntes, como seja a maior absorção de água que se traduz numa fraca consistência e trabalhabilidade das argamassas, e também as baixas resistências iniciais. Importa referir que foram avaliados teores de substituição de clínquer na ordem dos 50%, quando atualmente, e no máximo, só é possível uma substituição de cerca de 35%. Ainda neste estudo foram abordadas várias tentativas de colmatação dos problemas detetados, utilizando os seguintes métodos: a ativação alcalina dos ligantes; a incorporação de superplastificantes e aceleradores de presa/endurecimento, e o pré-tratamento das pozolanas. Na segunda fase, com base no estudo realizado anteriormente, foram sintetizados novos polímeros e/ou modificados alguns dos polímeros comerciais utilizados, por forma a tentar otimizar-se um só produto que conciliasse, em simultâneo, a redução da absorção de água e o incremento das resistências iniciais. Foram realizadas diferentes sínteses com adição de compostos multifuncionais por forma a obter produtos com características específicas, como sendo grupos aluminato nas pontas de modo a induzir uma presa mais rápida; ou polímeros com grupos silicato com o objetivo de ativar as reações de hidratação dos silicatos cálcicos dos ligantes e assim favorecer as resistências inicias. Com estes novos ensaios, associado à otimização do ligante obtida na primeira fase, da qual resultou um ligante com um teor de apenas 40% de clínquer (correspondente a 45% de CEM I 42,5R), obteve-se um índice de atividade ótimo de 34% a dois dias e 83% a 28 dias (NP EN 196-1). A nível de reologia das argamassas conseguiu-se obter uma trabalhabilidade adequada, que para estes materiais se encontra nos 160mm, obtido no ensaio de mesa de espalhamento (segundo EN 1015-3). Com esta percentagem de substituição de clínquer perspetiva-se não apenas uma redução do consumo de recursos naturais necessários à produção de clínquer, mas também uma redução na emissão de CO2 de cerca de 50%, uma vez que a principal fonte de emissão de CO2 se centra no processo de clinquerização.<br>The main objective of this project was the development of new polymeric materials to enable the production of new pozzolanic cements with similar mechanical and physical performances as Portland cements counterparts. The advantage of this strategy involved the reduction of the amount of clinker in cements, and therefore to diminish the economic and environmental impact of cement production. Therefore, it was intended the development of high performance and multifunctional materials based in matrices that resulted from the combination of clinker and other compounds, such as pozzolans and/or polymeric additives. This project aimed also to optimize the synergy between cementitious materials and polymeric materials. The optimization of binders composed by clinker and artificial pozzolans started with the study of rheological and mechanical behavior of these new binders, assessing their limitations and advantages. It was stablished the compatibility of binders with polymeric adjuvants commonly used in current cements. Simultaneously with this study it was also carried out a characterization of the materials used. The results showed that these binders have some deficiencies when compared with current cement, such as: the increased absorption of water which results in poor consistency and workability of the mortar; and also the low early strength. Clinker substitution levels in percentages of 50% were evaluated, which 15% higher than the maximum value reported. In this study different approaches were attempted to overcome the identified problems, using the following methods: alkaline activation of binders; the addition of setting accelerators and superplasticizers, and pretreatment of pozzolans. In a second phase of the project, the synthesis of new polymers and/or modification of some of the commercial polymers was studied in a view to optimize a product that could simultaneously reduce the water absorption and increase the initial strength. Different synthesis were performed with addition of multifunctional compounds in order to obtain products with specific characteristics, as aluminate groups at the chain ends to induce a fast setting, or polymers with silicate groups in order to enable the hydration reactions of calcium silicates of the binders and thus favoring initial strength. These new materials associated to the optimization of the binder obtained in the first phase resulted in a binder with a content of only 40% of clinker (corresponding to 45% of CEM I 42,5R), and an activity index of 34% in two days and 83% after 28 days (NP EN 196-1). Regarding rheology of the mortar, an appropriated workability was obtained, which for these materials is 160mm in the test of flow table (according to EN 1015-3). With this percentage of clinker replacement it is expected not only a reduction in the consumption of natural resources required to produce the clinker, but also a reduction of about 50% in CO2 emissions, since the main source of CO2 emission is the clinkering process.