Resumo em Português:
RESUMO A cinza de casca de arroz (CCA) é um resíduo proveniente da combustão da casca de arroz utilizada como biomassa na produção de energia. Esta cinza é gerada em grandes quantidades e possui baixa massa específica, o que dificulta o seu gerenciamento, pois demanda muito espaço para o devido armazenamento e descarte. A CCA possui um elevado teor de sílica em sua composição, fator este que pode torná-la um material atrativo para vários segmentos industriais. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a influência do beneficiamento físico da cinza de casca de arroz, por meio de processos de segregação granulométrica e moagem, com e sem o uso de aditivos, nas características deste material e na sua adequação como coproduto. A metodologia experimental utilizada para o desenvolvimento deste trabalho envolveu a segregação e moagem da CCA (com e sem aditivos de moagem), caracterização química, física e estrutural das amostras de CCA bruta, segregadas e moídas. Os resultados obtidos indicam que a segregação granulométrica se apresenta como fator determinante para a utilização da CCA como coproduto. Com relação à moagem, pode-se verificar que o diâmetro médio das partículas diminui e a massa específica das amostras aumenta, com o aumento do tempo de moagem. Entretanto, verifica-se que os aditivos usados neste trabalho, nas concentrações testadas, não influenciam significativamente na redução do diâmetro das partículas.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The rice husk ash (RHA) is a residue from the rice husk combustion used as biomass in energy production. This ash is generated in large amount and due to its low density it makes complicate its management, in addition it demands a lot of space for proper storage and disposal. The RHA has high silica content in its composition, a factor that may turn it in an attractive material for several industries. In this context, this work aims to evaluate the influence of physical processing of rice husk ash through the sieve segregation processes and grinding with and without the additives use, the characteristics of this material and its suitability as a co-product. The experimental methodology used to develop this work involved the segregation and grinding of the RHA (with and without grinding additives), chemical, physical and structural characterization of samples raw-based RHA, segregated and ground. The results indicate that the particle size segregation presents as a determinant factor for the use of RHA as coproduct. With regard to the grinding, it can be seen that the average diameter of the particles decreases and the density of the samples increases with increasing milling time. However, it appears that the used additives did not significantly influence the reduction of particle diameter in the concentrations tested.Resumo em Português:
RESUMO O resíduo de cerâmica vermelha (RCV) proveniente de blocos e tijolos é gerado na produção destes artefatos e na indústria da construção civil, quando da execução das vedações verticais. No primeiro caso, o resíduo apresenta menor teor de contaminantes, enquanto no segundo, o resíduo contém maior grau de impurezas devido à estocagem com outros materiais residuais previamente à destinação final. O volume de RCV gerado requer adequada destinação para evitar impactos ambientais, conforme estabelece a Resolução 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). A potencialidade reativa do RCV com a cal o qualifica para o uso como adição mineral na composição do cimento Portland evitando, assim, a disposição em aterros destinados à resíduos de construção civil. A análise da viabilidade da incorporação do RCV ao cimento Portland requer estudos que envolvam os efeitos sobre a resistência à compressão e, sobretudo, sobre o desempenho da matriz hidratada quando susceptível à ação de interações físico-químicas deletérias. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a influência da incorporação do RCV moído na composição do cimento Portland sobre duas propriedades relacionadas à durabilidade do concreto: resistência à ocorrência de reação álcali-sílica (RAS) e resistência ao ataque por sulfato de sódio. Para isto, argamassas de cimento CP V - ARI (referência) e composições com a substituição de 10% do cimento, em massa, por fíler calcário ou RCV, com três diferentes finuras, foram avaliadas quanto à RAS, segundo a NBR 15.577-5/2008, e à expansão decorrente do ataque por sulfato de sódio, conforme a NBR 13.583/2014, com tempos de exposição estendidos para uma avaliação mais criteriosa da degradação. Os resultados evidenciam que o RCV causou aumento na expansão por RAS e, na maior parte dos casos, também aumentou a expansão devido ao ataque por sulfato de sódio. Por outro lado, a maior cominuição do RCV tende a melhorar o desempenho da matriz cimentícia frente às ações deletérias a que foi submetida, ou seja, a maior finura do RCV impacta, positivamente, no comportamento do material frente à degradação. O fíler calcário não influenciou o resultado de expansão por RAS e propiciou redução da expansão provocada pelo ataque por sulfato de sódio. A análise em tempos prolongados de exposição (66 dias para o ensaio de RAS e 210 dias para o ensaio de ataque por sulfato) evidenciou que o RCV moído por 1,5 horas possui potencialidade para a sua utilização como adição mineral na composição do material ligante, com tendência a apresentar desempenho similar à matriz de cimento Portland frente ao ataque por sulfato. Com relação à RAS, há que se incrementar a cominuição do RCV moído por 1,5 horas para aproximar, ao máximo, a sua distribuição granulométrica à distribuição do cimento, o que tende a potencializar a capacidade mitigadora desta adição mineral.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The red-clay waste (RCW) derives from blocks and bricks in their production process and also in the construction industry, when these materials are used in vertical walls. When originated in the production process, the RCW presents a lower degree of impurities, while when originated from construction sites, it contains a greater degree of impurities due to being stored with other residues before its disposal. According to the Brazilian Environmental Council (CONAMA) in its Resolution 307, RCW requires a proper disposal to avoid environmental impacts. The reactive capability of RCW and lime qualifies it to be used as a mineral admixture in Portland cement composition thus avoiding its disposal in landfills for construction waste. The viability of RCW incorporation in Portland cement requires analyses, such as studies of its compressive strength, and moreover of its performance when the hydrated paste is under physical and chemical deleterious interactions. This paper aims to evaluate the influence of milled RCW in Portland cement's composition, emphasizing two properties related to concrete's durability: its resistance to alkali-silica reaction (ASR) and its resistance to sodium sulfate attack. Therefore, CP V - ARI cement mortars (to be used as reference) and compositions of 10% replacement in cement mass by limestone filler or RCW, in three different fineness, were evaluated for ASR, according to NBR 15.577-5/2008, and for their expansion due to the sodium sulfate attack, according to NBR 13.583/2014. Although, the exposure time was extended aiming a more careful assessment of their degradation. Results showed that RCW increased the expansion caused by ASR, and, in most cases, also increased the expansion due to sodium sulfate attack. On the other hand, a higher comminution of RCW tends to improve the performance of the cementitious matrix when submitted to deleterious action, that is, a greater fineness of RCW has a positive impact on the material behavior under degradation. The limestone filler did not influence the result of expansion by ASR, but caused a reduction of the expansion induced by sodium sulfate attack. The analysis of the extended exposure time (66 days for ASR tests and 210 days for sulfate attack tests) showed that RCW milled for 1.5 hours might potentially be used as a mineral admixture in the binder material's composition, tending to show a similar performance to Portland cement matrix under sodium sulfate attack. Regarding the RAS, and increase in the comminution of RCW milled for 1.5 hours is required to make its particle size distribution similar to the cement's, which tends to enhance the mitigation capacity of this mineral admixtureResumo em Inglês:
ABSTRACT Band structures, density of states, and absorption spectra of pure, Nd doped, C doped, and Nd-C codoped TiO2 are calculated using first-principles based on density functional theory. Calculation results show that Nd 4f state forms empty impurity energy levels below conduction band, and C 2p state together with Nd 2f state forms occupied impurity energy levels with higher density than that of single doped TiO2 above valence band. Consequently, more electrons in occupied energy levels can be excited by visible light to empty Nd 4f states rather than Ti 3d states, resulting in further enhancement of visible light absorption and absorption edge red shift. In addition, the impurity energy levels act as carriers trap centers, thus decreasing the recombination rate of carriers.Resumo em Português:
RESUMO Poliamida é uma família de termoplásticos utilizada na fabricação de peças com tolerância dimensional relativamente estreita, como engrenagens em produtos eletrônicos, pequenos filtros de combustíveis na indústria automobilística e etc. O controle dimensional está intimamente relacionado à contração que acompanha o processo de cristalização do polímero em peças moldadas por injeção. Assim, o propósito do presente trabalho foi determinar a constante de cristalização não-isotérmica de amostra de poliamida 66 empregando-se o Método da Curva Mestre visando seu emprego em conjunto com a equação de Nakamura para simulação do processo de solidificação na moldagem por injeção. Para tanto, experimentos de cristalização não isotérmica foram realizados em um Calorímetro Diferencial de Varredura, DSC, em várias taxas de resfriamento, na faixa de 5 a 40º C/min. As curvas originais de DSC foram corrigidas em termos da defasagem de temperatura entre a amostra e o forno do DSC antes da aplicação do método. A equação de Nakamura e a constante de cristalização não isotérmica obtida pelo método da Curva Mestre foram empregados para simular as curvas de cristalinidade relativa em função da temperatura para as diferentes taxas de resfriamento. Também foi avaliada a influência do uso de diferentes valores de cristalinidade relativa inicial nas simulações via modelo de Nakamura, análise esta normalmente não encontrada na literatura. As curvas geradas pela constante de cristalização calculada via Método da Curva Mestre apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais para esta amostra de poliamida 66 usando-se 10-5 como cristalinidade relativa inicial para a forma diferencial da equação de Nakamura. Desse modo, o modelo de Nakamura, juntamente com sua constante determinada pelo Método da Curva Mestre, se mostrou uma boa opção para a simulação do processo de cristalização na moldagem por injeção de poliamida 66.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Polyamide is a family of thermoplastics used for producing components with tight dimensional tolerance, such as gears for electronics products and small filters for fuels in the automotive industry. The dimensional control of these parts is intrinsically related to the contraction associated to the crystallization process during their injection molding . Therefore, the purpose of the present work was to calculate the non-isothermal crystallization constant of a polyamide 66 sample using the Master Curve Approach for simulation of processing. Non-isothermal crystallization experiments were carried out in a differential scanning calorimeter, DSC, at several cooling rates. The original DSC curves were corrected for the temperature lag between the sample and the DSC furnace. The Nakamura equation and the non-isothermal crystallization constant obtained by the Master Curve Approach were employed to simulate the curves of relative crystallinity as a function of temperature, for the different cooling rates. It was tested the influence of different initial relative crystallinity for the differential form of the Nakamura model. Such analysis is not frequent in literature. The generated curves presented good agreement with the experimental data for this polyamide sample, using 10-5 as the initial relative crystallinity. Therefore, this kinetic model in association with its non isothermal crystallization constant determined via Master Curve Approach showed to be a good option for simulation of the solidification process of the polyamide 66 during the injection molding.Resumo em Português:
RESUMO Os estudos que visam à utilização dos resíduos industriais vêm se intensificando diante da pressão das organizações ambientais, escassez de recursos naturais, busca de certificações para ganho de mercado e minimização de impacto ambiental. O presente trabalho desenvolveu um novo compósito a base de resíduos industriais como cinzas de madeira, lodo de estação de tratamento de água (ETA) e resíduos de produção de cal com propriedades mecânicas que atendem às exigências da ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 15270-1/2005, NBR 15270-2/2005 e NBR 5739/2007, objetivando a sua utilização na construção civil sem o acréscimo de cimento Portland. As resistências à compressão variaram de 2,35 a 16,48 MPa. O índice de absorção de água das amostras testadas também atendeu às normas aplicadas, demonstrando que ao longo do tempo de cura houve diminuição da porosidade com possível hidratação da cal. Os resultados do ensaio de resistência à compressão apresentaram variações durante o tempo de cura que podem ser justificadas pela presença de material orgânico no lodo de ETA e pelo tamanho das partículas de cinza de madeira que durante a homogeneização não foram destruídas completamente. Apesar das variações observadas nos resultados, as resistências dos compósitos se enquadram na classificação para blocos cilíndricos de concreto e blocos cerâmicos para alvenaria.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The studies regarding the use of industrial waste have been intensifying under the pressure of environmental organizations, scarcity of natural resources, seeking certifications to market gains and minimizing environmental impact. This study developed a new composite base of industrial waste such as wood ash, water treatment sludge (ETA) and the production of lime waste with mechanical properties that meet the requirements of the BRAZILIAN ASSOCIATION OF TECHNICAL STANDARDS - NBR 15270- 1/2005 NBR 15270-2 / 2005 and NBR 5739/2007, aiming its use in building construction without the addition of Portland cement. Compressive strengths varied from the 2.35 16.48 MPa. The water absorption rate of the samples tested also met the standards applied, demonstrating that during the curing time was possible to decrease the porosity lime hydration. The results of the compressive strength test showed variations during the curing time can be justified by the presence of organic material in the WTS and the size of the wood ash particles during homogenization were not completely destroyed. Despite the variations observed in the results, the resistance of composites fall into the rating for cylindrical concrete blocks and ceramic blocks for masonry.Resumo em Português:
RESUMO Este artigo apresenta a obtenção de uma ferrita de chumbo e cobre com a estrutura do espinélio, a caracterização da sua microestrutura e a determinação das suas propriedades magnéticas. A ferrita de cobre e chumbo é um material com baixa coercividade magnética e alta resistividade elétrica. Amostras com estequiometria PbxCu1-xFe2O4, (x = 0,00; 0,05; 0,10;0,15 e 0,20) foram sintetizadas pelo processo de metalurgia do pó e sinterizadas a 1000 °C por 6 h. Os resultados mostram que a amostra com x = 0,00 é formada pela estrutura do espinélio cúbico e x variando de 0,05 a 0,20 são formadas exclusivamente pela estrutura do espinélio tetragonal. As curvas de histerese mostram características de materiais magnéticos moles e a magnetização de saturação e temperatura de Curie diminuíram com a concentração de chumbo, no entanto observou-se o aumento do campo coercivo.Resumo em Inglês:
ABSTRACT This paper presents to obtain a lead and copper ferrite with spinel structure, characterizing the microstructure and the determination of their magnetic properties. The copper and lead ferrite is a material with low magnetic coercivity, high electrical resistivity. Samples with stoichiometry PbxCu1-xFe2O4 with (x = 0.00; 0.05; 0.10; 0.15 e 0.20) were prepared by powder metallurgy processes and sintered at 1000 °C for 6 hours. The results show that sample with x = 0.00 is formed exclusively by the cubic spinel structure and samples with x between 0.05 to 0.20 are formed exclusively by the tetragonal spinel structure hysteresis loops show the characteristics of a soft magnetic material and the saturation magnetization and Curie temperature decreased with the lead concentration, however, noted that the increase in the coercive field.Resumo em Português:
RESUMO O ataque por sulfatos de origem interna é resultante da reação química entre os íons Fe2+ e SO4 2-, provenientes da oxidação de agregados sulfetados, e os compostos da pasta cimentícia, e tende a promover a degradação do concreto devido formação de produtos expansivos que geram fissuração e desagregação do material. Neste trabalho, a morfologia da pirita, presente em alguns tipos de agregado, foi avaliada. O mineral foi utilizado em substituição parcial à areia (10%, em massa) na dosagem de argamassas, para estudo das modificações microestruturais e da variação dimensional linear sob envelhecimento natural durante 42 dias. A caracterização microestrutural foi executada em equipamento FEG/SEM com sonda analítica de EDS. Verificou-se, na superfície da pirita oxidada, a formação de óxidos de ferro, os quais afetaram a interface entre a pasta de cimento e o agregado nos materiais produzidos com a pirita. Quanto a variação dimensional, a argamassa apresentou apenas contrações durante o período de estudo. Verificou-se a ocorrência de fissuração e a predominância na formação de cristais aciculares de etringita aos 42 dias enquanto aos 90 dias a presença de gipsita predomina. Óxidos de ferro oriundos da oxidação da pirita são evidentes nas argamassas aos 90 dias.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The internal sulfates attack (ISA) is resultant of the chemical reaction between the ions Fe2+ and SO4 2-, by products of sulfide aggregates oxidation, and the composites of the cement paste. These actions promote the degradation of concrete due to the formation of expansive products that generates cracking and dissolution of the material. In this study, the morphology of the pyrite, present in some kinds of aggregate, was evaluated. In parallel, the mineral was utilized in partial replacement for sand (10%, in mass) in mortar dosage, for study of microstructural modifications and linear dimensional variation under natural aging during 42 days. The microstructural characterization was executed in a FEG/SEM equipment with EDS analytical probe. On the surface of the oxidized pyrite were formed iron oxides, which affected the interface between the cement paste and the aggregate in the produced materials with the pyrite. As the dimensional variation, the mortar presented only contractions during the period of study. It was verified the occurrence of cracking and the predominance of ettringite acicular crystals formation at 42 days, while at 90 days the presence of gypsum predominates. Iron oxides from the oxidation of the pyrite were evident in mortars at 90 days.Resumo em Português:
RESUMO Na indústria cerâmica de revestimento a cor é um parâmetro de grande importância no desenvolvimento de produtos. O aspecto visual da peça cerâmica e seu valor de mercado são influenciados por parâmetros como tonalidade, brilho e intensidade de cor. Neste segmento, a busca de novos pigmentos é constante, com foco na redução de custos, na adequação ambiental de pigmentos e na necessidade de inovação em cores e processos. Estes pigmentos, quando dispersos em um sólido, devem ser capazes de desenvolver cor mantendo-se insolúveis e inertes nas elevadas temperaturas de processamento. O objetivo do presente trabalho foi a síntese de pigmento cerâmico com a estrutura de Wollastonita - CaSiO3, com a inclusão de cromo como íon cromóforo, em teores variados. A difratometria de raios-X foi utilizada para avaliar o efeito da adição do cromo na formação das fases cristalinas. A análise de distribuição de tamanho de partícula foi realizada pela técnica de difração a laser. A análise colorimétrica foi realizado pela incorporação do pigmento em esmalte comercial e a avaliação da cor desenvolvida, através da determinação dos parâmetros colorimétricos L*, a*, b*. Os resultados mostraram que o teor de cromo utilizado e a temperatura de síntese interferem no desenvolvimento dos silicatos e na performance dos pigmentos.Resumo em Inglês:
ABSTRACT In the ceramic industry, color is of great importance to product development. Parameters such as hue, brightness and color intensity influence the visual appearance of the ceramic surface and its market value. Research on the development of new pigments is ongoing, with focus on cost reduction, environmental suitability and color innovation. These pigments, when dispersed in a solid must be capable of developing color by keeping insoluble and inert at high processing temperatures. This study investigates the synthesis of ceramic pigment with the structure of wollastonite - CaSiO3, with the use of chromium at different ratios as chromophore ion. It was used X-ray diffraction in order to evaluate the effect of adding chromium to the formation of crystalline phases. Particle size analysis was performed by Laser diffraction technique and a colorimetric study was conducted through the analysis of the pigment applied to a commercial enamel, by determining colorimetric parameters L*, a* and b*. The results showed that chromium content and synthesis temperature interferes with the development of silicates and with the performance of new pigments.Resumo em Português:
RESUMO Este trabalho objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de material fresado puro e estabilizado (mecânica, granulométrica e quimicamente) em camadas de pavimentos flexíveis. Os materiais fresados são oriundos da BR-290 e da ERS-509 no estado do Rio Grande do Sul. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de agregado natural, sendo bastante efetiva na elevação do ISC (de 56 para 95% e de 21 para 68%, para o fresado da BR-290 e ERS-509). Para os ensaios compressão simples foram moldados corpos-de-prova cilíndricos de 10x20 cm com diferentes teores de cimento Portland (CP-IV 32), sendo determinados os teores de 4,86% (BR-290) e 5,37% (ERS-569) a partir da resistência à compressão de 2,1 MPa aos 28 dias. A partir dos resultados obtidos, em uma segunda etapa da pesquisa utilizando somente o material fresado da ERS-509, foram moldados corpos de prova para determinação da resistência à compressão, da resistência à tração e do módulo de resiliência; sendo nestes substituído, em massa, o CP-IV em 15, 30 e 50% por cinza de casca de arroz moída (#325 e #500), colocados em câmara úmida por 7, 28 e 160 dias. A análise dos resultados mostrou que para compressão simples e à tração, a substituição de 15% de cimento por CCA se mostrou eficiente, não havendo queda de resistência comparado as amostras de referência. Também fica evidente a eficácia da CCA, apresentando resultados positivos sempre que comparados àquelas misturas somente com o real teor de cimento Portland utilizado, juntamente com o apelo ambiental se torna uma alternativa interessante de utilização em camadas de pavimentos.Resumo em Inglês:
ABSTRACT This research aims to evaluate, through laboratory testing, the feasibility of using pure and stabilized reclaimed asphalt pavement (mechanical, chemical and grading) in layers of flexible pavements. The milled materials are from BR-290 and ERS-509 roadways. Grading stabilization was performed and determined the level of 70% of milled material and 30% of virgin aggregate. For testing of compressive strength were molded into test specimens of 10x20 cm with different levels of Portland cement (CP IV-32), and determine the content of 4,86% (BR-290) and 5,37% (ERS-569) from the compressive strength of 2.1 MPa at 28 days. From these results, specimens were molded for testing the axial compressive strength, indirect tensile strength and resilient modulus; in these specimens, the cement was replaced by rice husk ash (mesh #325 and #500) in ratios of 15, 30 and 50% by weight of cement content, and put into moist chamber for 7, 28 and 160 curing days. The results showed that for compressive and tensile strength, the replacement of 15% of cement by CCA was efficient, with no drop resistance compared to the reference samples. Also evident the effectiveness of CCA, showing positive results when compared to those mixes only with the real content of Portland cement used and with the environmental appeal becomes an interesting alternative for use in pavement layers.Resumo em Português:
RESUMO Resíduos de vidro podem ser reutilizados para o desenvolvimento de materiais alternativos. Uma opção viável são os materiais celulares para isolamentos térmicos já que, apresentando poros isolados, possuem baixa condutividade térmica, baixa densidade aparente e temperaturas de serviço mais altas que a dos materiais isolantes poliméricos. Neste trabalho, foi preparada uma suspensão aquosa com resíduos de vidro previamente moídos, Ágar-ágar (gelificante) e Emustab(r) (emulsificante), a qual foi adicionada diferentes frações de óleo de soja (50, 70 e 90% em massa). Subsequentemente, foi realizada a emulsificação do óleo vegetal no líquido da suspensão por meio de agitação em misturador mecânico de alto cisalhamento. Corpos de prova cilíndricos foram produzidos via colagem por gelificação e queimados a 700 °C/30 min. Os resultados mostraram que os vidros celulares obtidos apresentaram porosidade entre 74 e 93% com poros bem definidos e distribuídos e baixas condutividades térmicas (0,05 a 0,09 W/m.K). Tais resultados indicam que os materiais obtidos são potenciais candidatos para atuarem como isolantes térmicos, como por exemplo, painéis para revestimentos utilizados na construção civil.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Glass wastes can be reused for the development of alternative materials. A viable option are the cellular materials for thermal insulation since with isolated pores they show low thermal conductivity, low density and service temperatures higher than those of the polymeric insulating materials. In this work an aqueous suspension was prepared with previously milled glass wastes, agar (gelling) and Emustab(r) (emulsifier), in which different soy oil fractions (50, 70 and 90 wt% ) were added. Subsequently, the emulsification of the vegetable oil was carried out in the liquid suspension by stirring in a mechanical mixer at high shear. Cylindrical samples were produced by gelation slip casting and fired at 700 °C/30 min. The results showed that the obtained cellular glasses had porosity between 74 and 93% with well-defined and distributed pores and low thermal conductivity (0.05 to 0.09 W/mK). These results indicate that the obtained materials are potential candidates to act as thermal insulators, such as panels for coatings used in construction.Resumo em Português:
RESUMO A adição de fibras naturais a uma matriz de polímero biodegradável tem sido uma alternativa para obter compósitos com melhores propriedades térmicas e mecânicas. Tendo em vista que as propriedades dos compósitos possam ser influenciadas pelas condições de processamento, tipo e concentração da fase dispersa, este trabalho teve como objetivo obter compósitos a partir de uma blenda comercial constituída de Poli (butileno adipato co-tereftalato) - PBAT/ Amido (EB), de caráter biodegradável, e casca de arroz (CA). Inicialmente foram preparados compósitos com PBAT/Amido contendo 10,20 e 30% de (CA) utilizando extrusora de dupla rosca e misturador interno. Posteriormente, foram determinadas propriedades mecânicas e térmicas dos sistemas obtidos. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que o módulo elástico dos compósitos foi afetado pelo tipo de processamento empregado, os compósitos obtidos em extrusora apresentam maior módulo que os compósitos obtidos no misturador: 92% maior em compósitos com 10% de carga, e 38% maior em compósitos com 30% de carga. A resistência ao impacto diminuiu significativamente e a resistência a tração aumentou moderadamente com o teor de casca de arroz, independente do tipo de processamento utilizado. A resistência ao impacto de compósitos com 30% de carga é aproximadamente 33% da resistência ao impacto da blenda pura. Já na resistência a tração, observou-se um aumento de 25% nos compósitos com 30% de carga. Análises de MEV indicam que as partículas de carga foram adequadamente molhadas pela matriz e que a adesão carga/matriz é boa. A avaliação dos resultados obtidos com as análises de DSC indicou que a adição de CA nos compósitos extrusados altera a temperatura de cristalização, variando de 75ºC da amostra pura, para 101ºC para as amostras com casca de arroz, resultado atribuível ao efeito nucleante causado pela maior dispersão da carga neste tipo de processamento.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The addition of natural fiber is a biodegradable polymer matrix has been an alternative for composites having enhanced thermal and mechanical properties. Considering that the properties of the composite can be influenced by the processing conditions, type and concentration of the dispersed phase, this study aimed to obtain composites from a commercial blend made of Poly (butylene adipate co-terephthalate) - PBAT / Starch (EB), of biodegradable character, and rice husk (CA). Initially composites were prepared PBAT / starch containing 10, 20 and 30% (CA) using a dual extruder and internal mixer screw. Subsequently, there were certain mechanical and thermal properties of the systems obtained. The results of mechanical properties showed that the elastic modulus of the composite was affected by the type of employee processing the composites obtained in the extruder have a higher modulus than the composite obtained in the mixer: 92% higher in composites with 10% load and 38% higher in composites with 30% filler. The impact resistance decreased significantly and the tensile strength increased moderately with rice husk content, regardless of the type of processing used. The impact resistance of composites with 30% load is approximately 33% the impact resistance of the pure blend. In the tensile strength, there was a 25% increase in the composite with 30% filler. SEM analyzes indicated that the filler particles were adequately wetted by the matrix and the adhesion load / matrix was good. The evaluation of the results obtained with the DSC analysis indicated that the addition of CA in the extruded composite alter the crystallization temperature ranging from 75 ° C pure sample to 101ºC for samples with rice husk, as a result attributable to the nucleating effect caused by the greater this type of load dispersion processing.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Removal of sulfur and nitrogen compounds from national commercial diesel through adsorption onto activated carbon was studied. Brazilian commercial activated carbon samples (AC) were modified by acid oxidation and, alternatively, were impregnated with palladium chloride. Modified carbon samples showed a significant increase in the quantity of acid sites, particularly those AC submitted to impregnation with palladium. Adsorption capacity of the carbon samples increased proportionally to the increase in the acid groups. Adsorption efficiency of the activated carbon impregnated with palladium chloride was over 85% for nitrogen compounds and over 60% for sulfur compounds. The treatment studied was found to be an efficient option for the removal of sulfur and nitrogen compounds present in commercial diesel, and thus it could be an alternative pretreatment in the conventional hydrotreatment process.Resumo em Português:
RESUMO Este estudo trata da análise das propriedades mecânicas do concreto, elaborado a partir da substituição de parte do agregado miúdo por borracha de pneu triturado. Foram realizados testes experimentais em corpos de prova submetidos à compressão axial, flexão simples sob carga centrada e fadiga. As medições foram feitas em três traços de concreto: 1) concreto sem borracha (denominado na presente pesquisa por concreto de referência); 2) concreto com borracha e consumo de cimento igual ao de referência; e 3) concreto com borracha e acréscimo de cimento até a obtenção da resistência do concreto de referência. Os resultados obtidos mostram que a adição de borracha provoca redução na resistência mecânica do concreto, o que pode reduzir as aplicações deste novo material. A presença da borracha também conferiu um menor módulo de elasticidade ao concreto, o que pode ser desejável em situações envolvendo ações de impacto, forças dinâmicas e fadiga. Além dessa vantagem, a aplicação da borracha de pneu no concreto contribui na reciclagem de um material poluente e que normalmente é descartado no meio ambiente.Resumo em Inglês:
ABSTRACT This study discusses the mechanical properties of concrete, elaborated from the partial replacement of fine aggregate by crushed rubber. It was made experimental tests in specimens submitted to axial compression, Young's modulus (stiffness), three-point bending flexural and fatigue. The measurements were performed on three mixtures: 1) concrete without rubber (denominated as reference concrete), 2) concrete with rubber and the consumption of cement equal of reference and 3) concrete with rubber and the addition of cement on the mixture until it obtains the same strength of the reference concrete. The results have indicated that adding rubber in concrete decreases the strength, which could reduce the application of this new material. The rubber also decreased the elastic modulus; this could improve the behavior of materials in situations involving impact actions, dynamics loads and fatigue. Furthermore, this new composite contributes on rubber tire recycling processes.Resumo em Português:
RESUMO Os materiais de isolamento térmico convencionais, tais como a lã de vidro e o poliestireno extrudado, possuem importantes limitações técnicas. Os geopolímeros emergem como uma alternativa devido às suas excelentes propriedades. Neste trabalho, teve-se por objetivo descrever o desenvolvimento de geopolímeros de baixa condutividade térmica. Na produção dos geopolímeros utilizou-se metacaulim (Al2O3.2SiO2) que, devido à sua elevada reatividade, permite produzir polímeros inorgânicos, com propriedades físicas interessantes para aplicações em isolação térmica. Amostras de aluminossilicato foram ativadas com hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3). Amostras de geopolímeros leves foram produzidas com adição de diferentes percentagens de um formador de poros (0,5, 1, 2, 3, 4%). As amostras produzidas foram caracterizadas quanto à: resistência, compressão, absorção de água, condutividade térmica, densidade aparente e microestrutura.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Conventional thermal insulation materials, such as glass wool and extruded polystyrene, owned-in significant technical limitations. The geopolymers emerge as an alternative due to their properties. In this sense the objective of this work is to describe the develop geopolymers with low thermal conductivity. Samples of geopolymers were produced from metakaolin (Al2O3.2SiO2) which, due to its high reactivity, made it possible to produce inorganic polymers with interesting physical properties, which can be used for thermal insulation. The samples of aluminosilicate were activated with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3). Samples of light geopolymers were produced with addition of different percentages of a pore former (0.5, 1, 2, 3, 4%). The samples were characterized with respect to: compressive strength, water absorption, thermal conductivity, density and microstructure.Resumo em Português:
RESUMO Argilas expansivas são consideradas como depósitos problemáticos para obras de infraestrutura porque podem causar danos socioeconômicos e ambientais, uma vez que são susceptíveis à mudança de volume devido à variação sazonal da umidade e temperatura. A estabilização da argila expansiva é de interesse para qualquer edificação. As técnicas de estabilização podem ser mecânicas ou químicas. A cal é um agente estabilizante. Ensaios de laboratório foram realizados com o objetivo de analisar o efeito da interação da cal com um solo expansivo de Ipojuca/PE, quando é adicionado cal nas proporções de 1% a 11% em peso seco. Foram investigadas as características físicas, químicas, mineralógicas, a expansão livre e a tensão de expansão do solo natural e na mistura solo-cal. Os resultados indicam que o solo tem alta expansividade, podendo causar danos às edificações levando à demolição, principalmente as de pequeno porte. A adição de cal ao solo causou uma agregação ou floculação das partículas originais e a redução no índice de plasticidade. O percentual de 11% de cal hidratada reduziu a expansão livre e tensão de expansão a valores nulos. Isto é atribuído à capacidade de cimentação do solo tratado com a cal que reduz a tendência de absorção de água das argilas saturadas com cálcio.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Expansive clays are problematic deposits for infrastructure projects because they can cause socio-economic and environmental damage, since they are susceptible to change in volume due to seasonal variation in humidity and temperature. The stabilization of expansive clay is of interest to any construction. The stabilization techniques may be mechanical or chemical. Hydrated lime is a stabilizing agent. Laboratory tests were conducted in order to analyze the effect of the interaction of hydrated lime with expansive soils of Ipojuca County / PE, when hydrated lime was added to it in proportions of 1% to 11% by dry weight. The physical, chemical and mineralogical characterizations were performed as well as the free swell and the expansion stress of natural soil and soil-lime mixture. The results indicate that the soil has high expansiveness and may cause damage to buildings leading to demolition, especially the smaller ones. The addition of hydrated lime to the soil caused an original aggregation or flocculation of particles and the decrease in plasticity index. The percentage of 11% of hydrated lime added to the expansive soil reduced the free swell and expansion stress to null values. This is attributed to the cementing capacity of the soil treated with lime which reduces the tendency of water absorption by the calcium saturated clay.Resumo em Português:
RESUMO As deformações verticais em aterros de resíduos de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) são resultados da perda de partes sólidas dos constituintes orgânicos. Conhecer as características de gravimetria e volumetria desses resíduos pode contribuir para o desenvolvimento dos recalques em termos percentuais. O objetivo deste trabalho foi quantificar a composição gravimétrica e volumétrica dos RSU associando-as ao comportamento dos recalques em uma Célula Experimental localizada em município de pequeno porte. A metodologia foi constituída da construção, instrumentação e enchimento da Célula Experimental de RSU, seguidos da caracterização física dos resíduos e monitoramento dos recalques ao longo do tempo. Este estudo mostrou que o RSU da cidade estudada é em sua maior parte constituído de matéria orgânica e plásticos, estes materiais influenciaram diretamente o comportamento dos recalques, característica que está intimamente ligada à composição gravimétrica e volumétrica dos resíduos. Porém, estes fatores não determinam unicamente os deslocamentos verticais devendo ser empregados juntamente com outros parâmetros físico-químicos e microbiológicos como demanda química de oxigênio (DQO), demanda biológica de oxigênio (DBO) e sólidos voláteis.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The settlements are a result of the loss of the solid parts of the organic constituents of Municipal Solid Waste (MSW) and the knowledge of gravimetric and volumetric characteristics of these residues may contribute to the development of settlements in percentage terms. The objective of this study was quantifying the gravimetric and volumetric composition of MSW relating it to the behavior of settlements in an experimental cell located in a small city. The methodology consisted of construction, instrumentation and filling of the experimental cell MSW, followed by physical characterization and monitoring of the waste settlements over time. This study showed that MSW of the city studied is mostly composed of organic matter and plastics. These materials influenced directly on the behavior of settlements, a characteristic that is closely linked to gravimetric and volumetric composition of the waste. However, as only these factors do not determine the vertical displacements, other physico-chemical and microbiological parameters of great importance should be also analysed as chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD) and volatile solids.Resumo em Inglês:
ABSTRACT In this work, titanium doped tungsten disulfide thin films (WS2-Ti) were deposited on AISI 304 stainless-steel substrates using the magnetron co-sputtering DC technique. Films were produced with varying titanium-cathode power from 0 to 25 W. The titanium content of the WS2 structure was determined using energy dispersive spectroscopy (EDS), thereby obtaining a maximum of 10% for the sample grown at 25 W. X-ray diffraction (XRD) results indicated, for the pure sample, the presence of a hexagonal phase of high intensity on the (103) plane. However, with the addition of titanium, the WS2 crystallinity was reduced; nevertheless, when the titanium content was equal to 10%, nanocomposite formation was promoted. This effect was observed in TEM (transmission electron microscopy) images. Finally, the tribological behavior was determined using a ball on disk (BOD) test. With this method, friction coefficient curves were obtained with respect to the number of cycles, allowing the measurement of friction coefficient values of 0.1 for the pure sample and 0.15 for the sample grown at 5 W. Because of the low thickness of the samples, all of them failed during the first cycles.Resumo em Português:
RESUMO A oxidação de parte dos elementos químicos que compõem o aço inoxidável duplex durante a aplicação como revestimento pelo processo de aspersão térmica chama arame altera a relação entre os equivalentes de cromo e níquel, de modo que se torna dificultada a previsão da microestrutura final do revestimento utilizando-se de diagramas constitucionais existentes como Schaeffler. O pré-aquecimento do substrato favorece o processo de deposição da camada para as partículas aspergidas, mas também pode contribuir para a alteração da relação Creq./Nieq.. Este trabalho objetiva avaliar como a relação Creq./Nieq. é modificada devido a oxidação promovida pelo processo de aspersão, avaliando pelo diagrama de Schaeffler para o aço inoxidável duplex AF2209 sobre substrato com e sem pré-aquecimento e sua influência na quantidade final das fases ferrita e austenita solidificadas. Análises por metalografia ótica, E.D.S. - M.E.V., D.R.X. e M.F.M. foram utilizadas na caracterização da composição química e das fases presentes no revestimento. Como resultado observou-se a diferença de microestrutura e composição entre as panquecas aspergidas e a quantidade final das fases solidificadas em função do pré-aquecimento do substrato.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The PLA-groundnut shell solution is electrospun to produce nanocomposite fibre. The spinneret containing the composite solution was placed 24.7 cm away from the aluminium collector, tilted at an angle of 30 °, and the solution flow rate kept at 1 mL/min. Groundnut Shell particle (GSP) weight fraction used was varied from 3 - 8 wt. %. Particle reinforced nanofibres were formed on the collector from the composite solution at 26 kV. These nanofibres were subjected to tensile test and the result indicates that at 6 wt. % untreated GSP reinforced fibre possessed the best tensile stiffness of 24.62 MPa. This corresponds to 2.201 % increase in Modulus of Elasticity over the unreinforced PLA (1.07 MPa). The 7 wt. % treated GSP fibre showed the least stiffness (0.33 MPa), which is 69 % reduction over that of unreinforced fibre. PLA fibre reinforced with 5 wt. % untreated GSP displayed best blend of properties over the unreinforced with increase of 286 % (4.43 x 10-4 HB), 1,502 % (1.07 MPa), 286 % (0.22 MPa), 6.8 % (0.05 J) and 1,081 % (~ 0.15 MPa) in hardness, stiffness, UTS, energy at break and stress at break respectively. However, ductility decreased by ~33.3 % when compared to the unreinforced (18.27). The 5 wt. % untreated GSP PLA reinforced fibre showed the highest UTS (0.855 MPa). The micrographs showed beads on reinforced fibres, while the virgin PLA showed no beads.Resumo em Português:
RESUMO O trabalho em questão está relacionado ao projeto e construção de uma fonte de alta tensão em corrente contínua utilizando materiais e dispositivos adquiridos no comércio local visando sua aplicação no processo de pulverização catódica. Essa técnica permite a deposição de filmes finos de metais, óxidos e nitretos sobre substratos sólidos. Como teste de funcionamento e aplicação da fonte DC, com a mesma instalada em canhão de pulverização em alto vácuo, filmes finos de diferentes espessuras de cobre, aço inoxidável 304 e tungstênio foram depositados e estudados. Análise de espessura, morfologia, e resistência elétrica e resistividade foram conduzidas. Filmes com resistividade elétrica dependente das espessuras foram obtidos. A fonte DC se mostrou confiável em operação e permite a deposição de uma infinidade de materiais nas mais diferentes espessuras sobre vários tipos de substratos.Resumo em Inglês:
ABSTRACT This work is related to the project and construction of a DC high voltage power supply using materials and electronic devices acquired in local stores and to be used in sputtering proposes. The technique allows the obtainment of several kinds of thin films such as metals, oxides, nitrides and others upon solid substrates. In order to perform a test, the DC power supply was installed in a high vacuum system, connecting the power supply directly in a magnetron sputtering gun. Thin films of copper, stainless steel 304 and tungsten of several thickness were deposited upon commercial glass slides. The film thickness, surface morphology, electric resistance, sheet resistance and resistivity were herein analyzed. The power supply shows a good reliability in operation and allows the deposition of several materials in various thickness and substrates.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Interesting properties of metal foams such as light weight, good energy absorption and low thermal conductivity, have promoted the development of new processes to improve properties without sacrificing productivity. This study aims to verify the uniformity pore distribution in an aluminum alloy foam obtained by Casting - Dissolution Process, using a nondestructive analysis. In order to evaluate mechanical properties of a metal foam using computational numerical models, the use of a small reconstructed section of the sample representing an entire volume of metal foam, was validated. In conclusion, it was possible to determine that all parts of the sample have the equivalent superficial area and volume.Resumo em Português:
RESUMO A soldagem a arco submerso é um processo de fabricação bastante utilizado na indústria naval, a qual apresentou um crescimento significativo nos últimos anos no país. Este trabalho apresenta um estudo detalhado da interação química que ocorre entre o metal de base, o metal de adição e o fluxo de soldagem em um caso específico de uniões soldadas, aplicado à indústria naval brasileira. Neste estudo foi observado que durante o processo de soldagem os elementos, Mn e Ni indicaram uma migração do fluxo de soldagem para a poça fundida, enquanto que o Si migrou da poça fundida para o fluxo. Já o carbono foi perdido para a atmosfera. Os outros elementos constituintes do fluxo apresentaram reações entre si, sem envolver o metal fundido. A partir da avaliação das microestruturas e das propriedades mecânicas verificou-se a presença das fases já esperadas para o tipo de aço em estudo, no entanto, há um indicativo de aumento de precipitados na zona fundida, que pode estar relacionado à migração dos elementos químicos do fluxo para a poça fundida. Ainda, se observou que o procedimento de soldagem adotado para este trabalho alcançou todos os requisitos necessários de comportamento mecânico para poder ser aplicado em serviço, na indústria de construção de plataformas, conforme normas utilizadas na área.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Submerged arc welding is a production method commonly used in shipbuilding industry, which showed a significant growth in the past decade. The present manuscript shows a study of the chemical interactions that occurs among base metal, weld metal and weld flux to a specific case study applied in the Brazilian shipbuilding industry. The evaluation of such interactions indicated that chemical elements such as Mn and Ni showed a migration from the flux to the weld pool, whereas Si flowed from the weld pool to the flux. In addition, carbon was lost to the atmosphere. Other flux elements constituents showed interaction only among themselves, and no reaction with the weld pool was observed. Microstructural analysis and mechanical properties allowed one to identify the presence of phases already expected for this type of iron, however the images obtained from the weld pool microstructure indicate an increase in precipitates in the weld pool area that may be related to the migration of the flux chemical elements to the weld pool. In addition, the welding proceeding used in this study attained all mechanical behavior requirements to be applied in service, in the shipbuilding constructions.Resumo em Inglês:
ABSTRACT Over the past decades, chitosan has been extensively investigated and used as a biomaterial due to a set of properties, such as biocompatibility, biodegradability and bioactivity. In the present work to produce the chitosan fibers was used the wet spinning technique and Two parameters, solvent and polymers concentration, were chosen as variables. For polymer concentration two concentrations were applied: 2%, 2.5%; and for solvents, three different acids were used: acetic, malic and lactic. Characterizations were carried out, using FTIR, Swelling Degree measurements, SEM and mechanical tests in terms of Traction. From the dimensional analysis of the fiber, different diameters where detected possibly due to steric effects cause by the presence of the acid. Other properties were also affected, revealing that as denser fibers are tend they have higher mechanical properties, and lesser tendency to swell. The fibers showed good potential for application as sutures.Resumo em Português:
RESUMO O isolamento de nanocristais de celulose (CNCs) de fibras vegetais é uma alternativa promissora para sua aplicação como reforço em matrizes poliméricas. A caracterização dos CNCs é fundamental para a confiabilidade da técnica, além de determinar as aplicações possíveis a partir de cada tipo de fibra. A partir da técnica de microscopia de força atômica, um estudo da morfologia e distribuição dos CNCs de semente de manga, vagem de algaroba, pseudocaule da bananeira e fibra do mesocarpo de dendê foi realizado neste trabalho. Os CNCs foram obtidos via reação hidrolítica com ácido sulfúrico em concentrações que variaram de acordo com a fonte da fibra. Os resultados obtidos revelaram dimensões variando de 300 a 500 nm em comprimento e 4 a 16 nm em diâmetro. A apresentação morfológica em forma de agulha demonstrou que o isolamento das fibras de celulose em CNCs foi efetiva. A razão de aspecto associada à formação cilíndrica em agulha dos CNCs isolados evidenciou o alto potencial das fontes de dendê e de vagem de algaroba para o reforço de bionanocompósitos.Resumo em Inglês:
ABSTRACT The isolation of vegetables fiber in cellulose nanocrystals (CNCs) comprises a promising alternative for application as reinforcement in polymer matrices. The characterization of the CNCs is essential to evaluate the reliability of this technique and to determine the possible applications from each vegetable fiber type. Therefore it is proposed here a study with atomic force microscopy technique to analyze the morphology and distribution of CNCs from mango seed, mesquite pods, banana pseudostem and fiber palm mesocarp. CNCs were obtained by acid hydrolysis with sulfuric acid in concentrations that varied according to the fiber sources. The results showed dimensions ranging from 300 to 500 nm in length and 4 to 16 nm in diameter. The morphology obtained needle-like show that the isolation of cellulose fibers to CNCs was. The aspect ratio related to the cylindrical needle organization of the isolated CNCs indicate the high potential of the palm mesocarp and mesquite pods as reinforcement on bionanocomposites.