Resumo em Português:

RESUMO O processo de fabricação de alimentos produz grande quantidade de resíduos orgânicos. Uma indústria de extração de aromas, por exemplo, pode gerar, anualmente, 104 e 92 toneladas de resíduo de erva-mate e guaraná, respectivamente. Uma alternativa para o reaproveitamento desse material lignocelulósico seria utilizá-los na produção de biocompósitos com micélio fúngico atuando como ligante das partículas do substrato. Sendo assim, objetivou-se nesse trabalho a produção de biocompósitos a partir de Pleurotus sajor-caju utilizando os resíduos de erva-mate e guaraná na proporção (1:1) (m/m), verificando a influência da fração de inóculo 10, 20 e 30% e da temperatura de secagem de 40 e 60°C. Para cada condição testada foi avaliado o tempo de crescimento micelial, o teor de umidade inicial, a velocidade inicial de secagem, a resistência à compressão, absorção de umidade do ar e absorção de água. A condição determinada foi a de 10% de inóculo e secagem a 60°C, pois apresentou maior resistência à compressão (0,094 MPa), menor absorção de água (91%), maior velocidade de secagem (27,7 g/dia). Os biocompósitos utilizam o crescimento biológico e não processos de fabricação com intenso desperdício de energia, ainda exigem apenas resíduos orgânicos de baixo custo como matéria-prima, podendo preencher geometrias complexas apresentando potencial para a confecção de embalagens, pois são materiais seguros que apresentaram boa resistência a compressão e baixa absorção de umidade do ar e de água.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The food manufacturing generates a large amount of organic waste. A flavor industry, for example, can generate annually 104 and 92 tonnes of mate and guarana residues, respectively. An alternative to the reuse of this lignocellulosic material would be to use them in the production of biocomposites with fungal mycelium acting as a binder of the substrate particles. Therefore, the objective of this work was to produce fungal biocomposites of Pleurotus sajor-caju using the mate and guarana residues in a ratio of (1:1) (w/w), checking the influence of the 10, 20 and 30% inoculum fraction and the drying temperature of 40°C and 60°C. For each condition tested, mycelial growth time, initial moisture content, initial drying rate, compressive strength, air moisture absorption and water uptake were evaluated. The condition determined to produce the biocomposites was 10% of inoculum and drying at 60°C, as it presented higher resistance to compression (0.094 MPa), lower absorption of water (91%), higher drying rate (27.7 g/day). The biocomposites utilise biological growth rather than expensive energy intensive manufacturing processes and require only low-cost organic waste as feedstock, can grow to fill complex geometries presented potential for packaging, as they are safe materials that have good compressive strength and low water absorption.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo do presente trabalho foi produzir e caracterizar um biomaterial na forma de esferas de quitosana/ Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants (mastruz) a fim de associar características positivas de ambos materiais, a quitosana com potencial osteoindutor e o mastruz capacidade de regeneração óssea, formando biomaterial a ser utilizado na formação e regeneração óssea. A planta foi coletada, identificada botanicamente e obtido extrato alcoólico bruto de Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants (EAB). Para produção das esferas de quitosana e quitosana com EAB utilizou-se a técnica de Gelificação Ionotrópica. As esferas foram divididas em três grupos: um grupo de quitosana pura, outro com concentração menor de EAB e o terceiro com a maior concentração de EAB. Estas foram caracterizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e análise do Grau de Intumescimento (GI). A MO evidenciou nas superfícies externa e interna, esferas com limites definidos e com mudança de cor à medida que o percentual do EAB foi aumentado, tornando-se mais escuras. A MEV revelou, em esferas de maior concentração, quando comparado as de menor concentração: uma diminuição no tamanho e aumento da quantidade e da intercomunicação dos poros, além da alteração do formato geométrico tanto das esferas quanto dos seus poros. Na análise do Grau de intumescimento não houve diferenças significativas entre os grupos. Conclui-se que foi possível a produção de esferas de quitosana e quitosana/ Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants (mastruz), que no grupo com maior percentual de EAB as amostras apresentaram-se mais escuras e com maior quantidade e intercomunicação dos poros e que embora tenha havido o intumescimento, não foi observada diferença significativa entre os grupos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The objective was to produce and characterize a biomaterial in the form of chitosan spheres/ Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants (mastruz) in order to associate positive characteristics of both materials, chitosan with osteoinductive potential and the bone regeneration ability of mastruz, producing a biomaterial to use as bone former and regenarator. Plant specimens were collected, identified botanically and crude alcohol extract (CAE) were obtained. For the production of the chitosan and chitosan spheres with CAE, the Ionotrope Gellification technique was used. The spheres were divided into three groups: one example group of pure chitosan; a second example group with low CAE concentration and a third example group with a higher CAE concentration; and them characterized by Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and swelling degree (SD). OM showed on the external and internal surfaces, spheres with defined limits and with color changed as the percentage of CAE was increased, becoming darker. The SEM showed, in spheres with higher CAE concentration, in comparison with the ones with low CAE concentration: A decrease in size, increase in the quantity and intercommunication of the pores, and the alteration of the geometric shape of both the spheres and their pores. In the analysis of the swelling degree, there were no significant differences between the groups. It is possible to produce chitosan spheres / Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants (mastruz) which in the group with the highest percentage of CAE the samples were darker and with higher amounts and intercommunication pores and that although there was swelling, no significant difference was observed between the groups.

Resumo em Português:

RESUMO A hidroxiapatita estequiométrica é um material bioreabsorvível e tem sido utilizada para reparação óssea e jateamento de implantes de titânio. Contudo, a hidroxiapatita estequiométrica não é estável acima de 1130 oC a 1200 oC limitando a temperatura de tratamento térmico realizado no biomaterial para aumentar a resistência mecânica dos aglomerados obtidos do processo de síntese a temperatura ambiente. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi a elaboração de fosfato de cálcio com razão molar Ca/P de 1,7. Com esta razão molar Ca/P é possível a formação de hidroxiapatita estável até aproximadamente 1360 oC, de acordo com o diagrama de equilíbrio CaO-P2O5. O fosfato de cálcio foi elaborado pelo método de síntese via úmida utilizando carbonato de cálcio e ácido fosfórico como matérias-primas. O material obtido da síntese é composto por partículas aglomeradas com tamanho entre 20 nm e 70 nm, sendo que o tamanho dos aglomerados varia de alguns µm até aproximadamente 200 µm. Os resultados da análise térmica e da difração de raios-X mostraram que a hidroxiapatita é estável entre 750 oC e 1350 oC. O tratamento térmico realizado a 1300 oC confirmou que não há transformação da hidroxiapatita em fosfato tricálcico acima de 1130 oC a 1200 oC como acontece com a hidroxiapatita estequiométrica. No tratamento térmico realizado a 1300 oC durante 1 hora obteve-se hidroxiapatita com 67 % de porosidade enquanto que no tratamento de 4 horas, a mesma temperatura, a porosidade foi de 17 %. A hidroxiapatita com alta porosidade tem aplicação na reparação óssea enquanto que a hidroxiapatita mais compacta pode ser utilizada no jateamento de implantes de titânio. Estas aplicações são discutidas no trabalho.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Stoichiometric hydroxyapatite is a bioreabsorbable material and has been used for bone repair and shot blasting of titanium implants. However, the stoichiometric hydroxyapatite is not stable above 1130 oC to 1200 oC, limiting the heat treatment performed on the biomaterial to increase the mechanical strength of the granules obtained from the synthesis process at room temperature. Therefore, the aim of this work was the elaboration of calcium phosphate with Ca/P molar ratio of 1.7. With this Ca/P molar ratio, the formation of stable hydroxyapatite is possible up to approximately 1360 oC, according to the CaO-P2O5 equilibrium diagram. Calcium phosphate was prepared by the wet method of synthesis using calcium carbonate and phosphoric acid as raw materials. The material obtained from the synthesis consists of agglomerated particles with a size between 20 nm and 70 nm, while the size of the agglomerates varied from a few microns to approximately 200 µm. The results of the thermal analysis and X-ray diffraction showed that the hydroxyapatite is stable between 750 oC and 1350 oC. The heat treatment performed at 1300 oC confirmed that there is no transformation of hydroxyapatite into tricalcium phosphate above 1130 oC to 1200 oC as it happens for stoichiometric hydroxyapatite. In the heat treatment carried out at 1300 oC for 1 hour, hydroxyapatite was obtained with 67 % of porosity whereas in the treatment of 4 hours at the same temperature the porosity was 17 %. Hydroxyapatite with high porosity has applications in bone repair whereas the more compact hydroxyapatite can be used in the blasting of titanium implants. These applications are discussed in the work.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The incorrect disposal of contaminated effluents from textile industries is a major contribution to their environmental impact. We aimed to use the chitosan biopolymer from industrial sources as a potential adsorbent agent. The experiments were performed in Jar-Test simulating an industrial scale treatment. Both pH and mass variations were analyzed. Our UV spectra results showed that all datasets fitted to the Langmuir model, indicating the formation of monolayers. Kinetics studies confirmed that adsorption follows a pseudo-second order model, in addition to a chemisorption pattern during adsorption. Kinetics studies also demonstrated intraparticle diffusion, which confirmed a strong adsorbate/adsorbent interaction with the dye. The Jar-Test proved to be an efficient system to simulate treatment of effluents on an industrial scale, thus ranking chitosan powder as a good adsorbent and eligible to future large-scale applications.

Resumo em Português:

RESUMO A celulose, polissacarídeo de origem vegetal, é um biopolímero abundante encontrado na natureza e, portanto, de grande valia para a ciência dos materiais em aplicações na área médica, cosmética, refinaria e outros. Como alternativa à produção tradicional de celulose, tem-se a via microbiana, que resulta numa fibra de caráter nanométrico e com boas propriedades mecânicas. Dentre os diversos micro-organismos que produzem celulose bacteriana (CB), e que apresenta resultados satisfatórios destaca-se a bactéria estritamente aeróbica e Gram-negativa conhecida como Gluconacetobacter hansenii (ATCC - 23769). Esse biopolímero apresenta enorme potencial de aplicação devido às suas propriedades térmicas, mecânicas e biocompatibilidade. Muitas pesquisas estão sendo realizadas para otimizar os processos produtivos de CB, resultando em maiores conversões com um menor custo produtivo. O presente trabalho teve como objetivo, produzir as membranas de celulose bacteriana em meio de manitol (C-MM) ou Hestrin e Schramm (C-MH), e também caracterizá-las por meio de análises de espectroscopia de infravermelho (IV), termogravimétrica (TGA), e difração de raios X (DRX). Como principais resultados, as celuloses produzidas apresentaram imagens morfológicas similares, mas no meio de manitol apresentou maior rendimento (2,09 g.L-1) na produção de CB, quando comparado ao Meio Hestrin e Schramm (HS) (1,15 g.L-1). Além disso, a celulose bacteriana produzida no meio de manitol apresentou maior cristalinidade (78%) que a produzida no meio de Hestrin e Schramm (HS) (65%). Através da análise de IV, foi possível confirmar os grupos funcionais existentes na celulose bacteriana sem a presença de quaisquer contaminantes oriundo do processo de produção. Já com relação a análise termogravimétrica, o polímero formado a partir do meio de manitol apresentou maior estabilidade térmica. Desta forma, os biofilmes produzidos nos diferentes meios apresentaram propriedades diferentes, revelando que as características poliméricas são modificadas em função do meio de crescimento bacteriano.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The cellulose, polysaccharide of vegetable origin, is an abundant biopolymer found in nature and, therefore, a valuable tool for the science of materials applications in the medical, cosmetic, refinery, and other areas. As an alternative to traditional cellulose production, we have the microbial path, which results in a nanometric fiber with good mechanical properties. Among the several microorganisms that produce bacterial cellulose (BC), the one that presents very satisfactory results is the strictly aerobic and Gram-negative bacteria known as Gluconacetobacter hansenii (ATCC - 23769). This biopolymer presents enormous application potential due to its thermal, mechanical and biocompatibility properties. Many researches are being developed to optimize the productive processes of BC, resulting in greater conversions with a lower production cost. This work aimed to produce the cellulose membranes obtained in mannitol (C-MM) or Hestrin and Schramm (HS) (C-MH) medium and to characterize them through infrared spectroscopy (IR), thermogravimetric (TGA) and X-ray diffraction (XRD) analyses. The celluloses produced presented similar morphological images, but the mannitol medium had a higher yield (2.09 g. L-1) in the BC production when compared to the Hestrin and Schramm medium (HS) (1.15 g. L-1). In addition, the bacterial cellulose produced in medium containing mannitol presented higher crystallinity (78%) than that produced in Hestrin e Schramm (HS) (65%). Through the IR analysis, it was possible to confirm the functional groups present in the bacterial cellulose without any contaminants from the production process. Regarding the thermogravimetric analysis, the polymer formed from the mannitol medium presented higher thermal stability. Finally, the biofilms produced in the different medium had different properties, revealing that the polymeric characteristics change according to the bacterial growth medium.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho relata nanopartículas de prata estabilizadas com citrato (AgNPs) sintetizadas pela redução química do íon nitrato com boro-hidreto de sódio, em diferentes pHs (2-9). As AgNPs sintetizadas por este método apresentaram distribuição de tamanho de 5 a 249 nm dependente do pH, conforme determinado por espalhamento dinâmico de luz, além de morfologia esférica, conforme determinado por microscopia eletrônica de transmissão. Na faixa de pH de 3 a 7 ocorreu a agregação das nanopartículas. A distribuição de tamanho, dependendo do pH, foi determinada por espalhamento dinâmico de luz. O potencial Zeta foi determinado e a estabilidade coloidal foi correlacionada com a agregação de nanopartículas em diferentes pHs. A atividade antimicrobiana dependente do tamanho foi avaliada para duas soluções, em que ambas as amostras exibiram atividade antimicrobiana, embora as menores AgNPs sem aglomeração apresentaram propriedades antimicrobianas melhores.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper reports citrate-stabilized silver nanoparticles (AgNPs) synthesized by nitrate ion chemical reduction with sodium borohydride, at different pHs (2–9). The AgNPs synthesized by this method exhibited size distribution from 5 to 249 nm, depending on pH, as determined by dynamic light scattering, and morphology spherical, as determined by transmission electron microscopy. In pH range 3–7 occurred aggregation of the nanoparticles. The size distribution depending on pH was determined by dynamic light scattering. The zeta potential was determined, and the colloidal stability was correlated with nanoparticles aggregation at different pHs. The size-dependent antimicrobial activity was evaluated for two solutions, wherein both samples exhibited antimicrobial activity, although the smallest AgNPs without agglomeration have enhanced antimicrobial properties.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Chemical and physical methods have been generally used for modifying the surface of titanium implants with the aim of achieving better osseointegration. In this work, an evaluation of the effect of different chemicals and thermochemical treatments on the surface modification of titanium was carried out. Plates of commercially pure titanium were polished and treated with four different methods. Scanning electron microscopy, atomic force microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, infrared spectroscopy, X-ray diffraction and drop shape analysis were used to characterize the modified titanium surface. Our results showed that the AEPTTT surface exhibited the highest Ra values followed by AEAT, AEPT, polished Ti and AE samples. In addition, the AEAT and AEPTTT treatments developed the largest surface area, while the AE treatment produced the lowest surface area. Furthermore, the AEAT treatment created the most hydrophilic surface, which is known to positively affect the osseointegration rate of dental implants.

Resumo em Português:

RESUMO Os materiais cimentícios de alto desempenho podem ser produzidos com a utilização de sílica ativa (SA) e de nanossílica (NS). Devido ao pequeno tamanho de suas partículas, esses materiais tendem a se aglomerar, diminuindo os seus potenciais reativos. Alguns pesquisadores estudaram métodos para dispersar essas partículas como ultrasonicadores e misturadores rotacionais, porém ainda é necessário realizar estudos sobre esses materiais, principalmente sobre o efeito da ultrasonicação da nanossílica coloidal. Dessa forma, esse estudo teve como objetivo avaliar o efeito da ultrasonicação (uso de ultrassom de alta energia) da sílica ativa e da nanossílica coloidal em pastas de cimento. Foram estudadas cinco pastas, sendo uma referência com 100% de cimento Portland CP V-ARI e as outras quatro substituindo 2% e 10% do cimento Portland por nanossílica coloidal e por sílica ativa, respectivamente, em seu estado natural e após a ultrasonicação. Foram realizados os ensaios de resistência à compressão, análise termogravimétrica (ATG), espectroscopia no infravermelho e porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM) nas pastas. Os resultados mostraram que a utilização da NS coloidal em substituição ao cimento Portland aumentou a produção de C-S-H, o refinamento dos poros e a resistência à compressão das pastas, porém a utilização da SA em seu estado natural aumentou o tamanho dos poros e diminuiu o desempenho mecânico das pastas devido à aglomeração de suas partículas. Ao ultrasonicar a SA, houve maior produção de C-S-H, refinamento dos poros e maior resistência à compressão quando comparada com a pasta com SA sem o processo de ultrasonicação, comprovando a efetividade desse método para a dispersão dessas partículas. Apesar disso, a ultrasonicação da NS coloidal não resultou em diferenças significativas na microestrutura e de desempenho mecânico das pastas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The high performance cementitious materials can be produced using silica fume (SF) and nanosilica (NS). Due to the small size of their particles, these materials became agglomerate, reducing their reactivity potentials. Some researchers have studied methods of dispersing these particles as ultrasonicators and rotational mixers, but studies on these materials are still needed, especially on the effect of colloidal nanosilica ultrasonication. Thus, this article aimed to evaluate the effect of ultrasonication (use of high energy ultrasound) of silica fume and colloidal nanosilica on cement pastes. Five pastes were investigated, a reference with 100% Portland cement CP V-ARI, and other four replacing 2% and 10% of the Portland cement by colloidal nanosilica and silica fume, respectively, in their natural state and after ultrasonication. The tests of compressive strength, thermogravimetry analysis (TGA), infrared spectroscopy and mercury intrusion porosimetry (MIP) were performed on pastes. The results showed that the use of colloidal NS in substitution of Portland cement increased C-S-H production, pore refinement and compressive strength of the pastes, however the use of SF in its natural state increased the pore size and decreased the mechanical performance of the pastes due to the agglomeration of its particles. By ultrasonication of SF, there was higher C-S-H production, pore refinement and compressive strength when compared to SF paste without the ultrasonication process, proving the effectiveness of this method for the dispersion of these particles. Nevertheless, ultrasonication of colloidal nanosilica did not result in significant differences in the microstructure and mechanical performance of the pastes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this work was to investigate the influence of acetone and dimethyl sulfoxide (DMSO) on acetylated cashew gun (aCG) nanoparticles parameters and to assess their antimicrobial activity. C1 nanoparticles presented smaller size (81.3 nm) than compared to C2 (115.7 nm). Although, acetone formed particles with lower PDI value. Both C1 and C2 presented negative zeta potential (-39.8 and -31.7 respectively). Particle tracking analysis showed that C1 was slightly more concentrated than C2. No statistical differences (p < 0.05) between the same samples after 5 months were found. Both samples did not exert inhibitory effect on E. coli, on the contrary S. aureus, in which both C1 (36.9%) and C2 (19.9%) provided important inhibitory effect. C1 presented a more pronounced antifungal effect (81.2%), compared to C2 (18.8%), indicating a promising platform to be used in several biomedical application.

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RESUMO Biossurfactantes são moléculas multifuncionais produzidas por microrganismos e podem apresentar vantagens em relação aos surfactantes sintéticos, como baixa toxicidade, alta biodegradabilidade, maior redução da tensão superficial e alta diversidade química. No entanto, a produção em escala comercial ainda é escassa devido ao elevado custo dos substratos utilizados. Portanto, no presente trabalho foi avaliada a produção de biossurfactantes utilizando diferentes óleos como fonte de carbono, como óleo de soja, óleo de fritura, óleo diesel, óleo lubrificante novo e usado, a partir de dois gêneros de bactérias isoladas de lodo indústria de cosméticos e solo contaminado com óleo diesel, Lysinibacillus sp. e Bacillus sp. respectivamente. Estas foram identificadas por sequenciamento do fragmento do gene RNAr 16S e mantidas sob refrigeração a 4 ºC em tubos de ensaio, com ágar triptona de soja. Os ensaios de produção foram realizados sob agitação de 200 rpm a 30 °C com duração de 7 dias. A produção de biossurfactante foi analisada pela atividade emulsificante, índice emulsificação e por colapso da gota. As bactérias utilizadas produziram biossurfactante em todos os tipos de óleos testados. O óleo de soja mostrou-se o melhor substrato para produção de biossurfactante a partir do Lysinibacillus sp. e Bacillus sp. com índice de emulsificação de 50 % e 46,63 %, respectivamente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Biosurfactants are multifunctional molecules produced by microorganisms and havea some advantages compared to synthetic surfactants, such as low toxicity, high biodegradability ,improved tensoactivity and chemical diversity. However, commercial scale production is not viable due to the high cost of the substrates used. Therefore, in the present work we evaluated the production of biosurfactants using different oils as carbon source, such as soybean oil, frying oil, diesel oil, new and used lubricating oil, from two genera of bacteria isolated from sludge cosmetics industry and soil contaminated with diesel oil, Lysinibacillus sp. and Bacillus sp. respectively. These were identified by sequencing the 16S rRNA gene fragment and kept under refrigeration at 4 ° C in test tubes with tryptone soy agar. The production was carried out under agitation at 200 rpm at 30 °C for 7 days. The biosurfactant production was analyzed by emulsifying activity, emulsification index and drop collapse. The bacteria used produced biosurfactant in all types of oils tested. Soybean oil was the best substrate for the production of biosurfactant from Lysinibacillus sp. and Bacillus sp. with an emulsification index of 50% and 46.63%, respectively.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The emission of gases from the fleet of vehicles is one of the main sources of the environmental impact of the planet. Reversing this scenario, environmental awareness and a search for alternative sources of energy has been growing exponentially in recent years. In this context, the production of biofuels presents itself as an alternative for the lowest environmental impact, energy, and economy, with emphasis on biodiesel. The scale of production of this biofuel, the options related to the raw materials and their conditions are intertwined with the energy and exergetic efficiencies of the process. Therefore, no work was constructed as an analysis of the biodiesel production processes of soybeans and babassu, in which they were conducted on a laboratory scale. According to the results, the production of soybean biodiesel arose in exergetic efficiency of 73.25% and the production of biodiesel from babassu of 74.72%.

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RESUMO A vermiculita expandida, além de largamente aplicada na construção civil como isolante acústico e retardante de chamas e na agricultura como veículo para fertilizantes, tem sido explorada como possível adsorvente de contaminantes na área ambiental. Dessa forma, objetivou-se caracterizá-la por padrões físico-químicos e mineralógicos. Para tanto foram determinadas as propriedades: ponto de carga zero (pHpcz: 8,5), os sítios ácidos e básicos (carga superficial negativa com presença de grupos ácidos - carboxílicos: 0,9680 mEq g-1 e fenólicos: 0,0007 mEq g-1 e grupos básicos: 1,5490 mEq g-1), capacidade de troca catiônica (CTC: 122 mEq de azul de metileno por100 g de vermiculita expandida), difração de raios X (DRX: alta cristalinidade e pureza), espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR: característica de filossilicato - deformação axial e angular simétrica de grupamentos O-H, estiramento assimétrico Si-O-Si e Si-O-Al e estiramento Al-O), microscopia eletrônica de varredura (MEV: estrutura lamelar típica e vermiforme) e adsorção física de N2 (BET/BJH: sólido mesoporoso - tipo placa, volume de área superficial de 9 m2 g-1 g, volume e diâmetro médio do poro de 0,02 cm3 g-1 e 19 Å, respectivamente). Os resultados apontam que a argila vermiculita expandida apresenta-se fortemente como um material adsorvente, possuindo maior afinidade com cátions e moléculas catiônicas e com capacidade de adsorção para moléculas de tamanhos variados.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Expanded vermiculite, in addition to being widely used in civil construction as acoustic insulation and flame retardant and in agriculture as carrier vehicles of fertilizers, has been explored as a possible adsorbent of contaminants in the environmental area. Thus, the objective was to characterize it by physical-chemical and mineralogical standards. For this, the following properties were determined: zero charge point (pHzcp: 8.5), acid and basic sites (negative surface area with the presence of acid groups – carboxylic: 0.9680 mEq g-1 and phenolics 0.0007 mEq g-1 and basic groups: 1.5490 mEq g-1), cation exchange capacity (CEC: 122 mEq of methylene blue per 100 g of expanded vermiculite), X-ray diffraction (XRD: high crystallinity and purity), Fourier transformation infrared spectrometry (FTIR: characteristic of filossilicate, axial and symmetrical angular deformation of O-H groups, asymmetric stretching Si-O-Si and Si-O-Al and stretching Al-O), scanning electronic microscopy (SEM: typical lamellar and vermiform structure) and adsorption of N2 (BET/BJH: mesoporous solid - plate type, volume of surface area of 9 m2 g-1, pore volume and average pore diameter of 0.02 cm3 g-1 and 19 Å, respectively). The results show that the expanded vermiculite clay is strongly adsorbent, possessing higher affinity with cations and cationic molecules and with adsorption capacity for molecules of different sizes.

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RESUMO A indústria têxtil produz efluentes ricos em corantes que, quando liberados em corpos hídricos, dificultam a penetração da luz solar, prejudicando os processos fotossintéticos. Além disso, os corantes foram indicados como substâncias potencialmente tóxicas. Em geral, os processos de remoção desses contaminantes têm sido muito estudados, destacando-se a técnica de adsorção por sua alta eficiência, além de vantagens operacionais e a possibilidade de reutilização de resíduos agrícolas como adsorventes, beneficiando o meio ambiente e reduzindo custos. O presente trabalho teve como objetivo estudar o desempenho do mesocarpo de coco utilizado como adsorvente no processo de branqueamento de efluente sintético contendo 25 g.L-1 de corante vermelho reativo 195. Os adsorventes foram caracterizados por granulometria, análise termogravimétrica e potencial de carga zero. Realizou-se estudo cinético e de equilíbrio, aplicando-se modelos cinéticos e isotermas de adsorção. O adsorvente exibiu eficiência de remoção de 89,92 % em 120 min. A capacidade máxima de adsorção foi de 24,04 g.g-1 a 30 °C. O estudo cinético mostrou que os dados foram melhor ajustados pelo modelo de Elovich, indicando quimissorção lenta. O estudo termodinâmico mostrou que o processo de adsorção é exotérmico e espontâneo para todas as temperaturas avaliadas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The textile industry produces dye-rich effluents that when released in hydric bodies hamper the penetration of sunlight, impairing photosynthetic processes. Besides that, dyes have been indicated as potentially toxic substances. In general, the processes of removing of these contaminants have been much studied, with the technique of adsorption standing out for its high efficiency, in addition to operational advantages and the possibility of reuse agricultural waste as adsorbents, benefiting the environment and reducing costs. The present work had as objective to study the performance of coconut mesocarp utilized as adsorbent in the bleaching process of synthetic effluent containing 25 g.L-1 of reactive red 195 dye. The adsorbent were characterized by granulometry, thermogravimetric analysis and zero point charge. Kinetic and balance study was realized, applying kinetic models and adsorption isotherms. The adsorbent exhibited removal efficiency of 89.92 % in 120 min. The maximum adsorption capacity was 24.04 g.g-1 at 30 °C. The kinetic study showed that the data was better adjusted by an Elovich equation, indicating slow chemisorption. The thermodynamic study exhibited that the adsorption process is exothermic and spontaneous for all the temperatures evaluated.

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RESUMO Este estudo teve por objetivo avaliar a influência do pré-aquecimento de compósitos bulk-fill, em relação a resistência à flexão, módulo de elasticidade e resistência coesiva. Cinco compósitos foram testados: Tetric N-Ceram Bulk-fill (TBF), X-tra fill (XTF), Filtek Bulk-fill (FBF), Aura Bulk-fill (ABF) e Filtek Z250 (FZ, controle). As amostras foram condicionadas em 37ºC por 24 horas antes de serem testadas. Os resultados foram analisados estatisticamente por ANOVA e teste de Tukey. Os compósitos FBF, XTF E FZ apresentaram as maiores resistências coesivas, e o pré-aquecimento influenciou positivamente esta propriedade. Os materiais XTF e FBF sem pré-aquecimento apresentaram os maiores valores de resistência à flexão e de módulo de elasticidade. Para estas propriedades, o pré-aquecimento causou redução nos compósitos XBF, FBF e ABF, não teve efeito em TBF e causou aumento em FZ. O pré-aquecimento influenciou positivamente a resistência coesiva dos materiais estudados, melhorando o desempenho de todas os materiais do tipo bulk-fill. A Tetric N-Ceram Bulk Fill/Ivoclar não obteve variação de módulo de elasticidade e resistência flexural quando pré-aquecida, tendo os demais compósitos do tipo bulk-fill apresentado resultados inferiores quanto a essas duas propriedades após o aquecimento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The purpose of this study was to evaluate the influence of pre-heating of bulk-fill composites on flexural strength, modulus of elasticity and cohesive strength. Five composites were tested: Tetric N-Ceram Bulk-fill (TBF). X-tra Fill (XTF), Filtek Bulk-fill (FBF), Aura Bulk-fill (ABF) and Filtek Z250 (FZ, control). The samples were conditioned at 37ºC for 24 hours before being tested. Results were statistically analyzed by ANOVA and Tukey test. FBF, XTF and FZ composites had the highest cohesive strengths, and preheating positively influenced this property. XTF and FBF materials without preheating showed the highest values of flexural strength and modulus of elasticity. For these properties, preheating caused a reduction in XBF, FBF and ABF resins, had no effect on TBF resin and caused an increase in FZ resin. The preheating positively influenced the cohesive strength of the studied materials, improving the performance of all bulk-fill resins. Tetric N-Ceram Bulk Fill/ Ivoclar did not show changes on modulus of elasticity and flexural strength when preheated, while the other bulk-fill composites presented lower results for these two properties after heating.

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RESUMO O objetivo geral desta pesquisa foi avaliar o emprego do resíduo de Etileno Acetato de Vinila (E.V.A), proveniente da indústria calçadista, como agregado leve em substituição parcial ao agregado miúdo natural na produção de blocos intertravados de concreto para pavimentação de calçadas e áreas de passeios de pedestres. Para isso, foram confeccionadas três formulações de concretos contendo resíduos com diferentes porcentagens de substituição em volume e uma formulação de referência (sem resíduo). No estado fresco, realizou-se o ensaio de abatimento do tronco de cone. Já no estado endurecido, fez-se a inspeção visual e a análise dimensional dos blocos, o ensaio de resistência à compressão aos 7, 28 e 56 dias de idade, bem como o ensaio de absorção de água aos 28 e 56 dias. Foi possível concluir que a substituição de agregados miúdos naturais pelo resíduo de E.V.A em determinados percentuais (até 30%) tende a promover elevada perda de resistência mecânica e a limitar o uso dos blocos intertravados para tráfegos com baixas solicitações. Os resultados demonstraram ainda que, embora haja limitações de volume de substituição de agregado natural por E.V.A, a redução de custo de produção torna a aplicação do resíduo tecnicamente e economicamente viável.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this research was to evaluate the use of ethylene vinyl acetate (EVA) residue, from the footwear industry, as a lightweight aggregate in partial replacement with the natural kid's aggregate in the production of interlocking concrete blocks for paving sidewalks and walking areas of pedestrians. For this, three concrete formulations containing residues with different percentages of volume substitution and a reference formulation (without residue) were developed. The cone trunk abatement test was performed in the fresh state. In the hardened state, the visual inspection and dimensional analysis of the blocks, the compressive strength test at 7, 28 and 56 days of age, as well as the water absorption test at 28 and 56 days were performed. It was concluded that the substitution of natural minute aggregates by the E.V.A residue in certain percentages (up to 30%) tends to promote high loss of mechanical strength and limit the use of interlocking blocks for low demand traffic. The results also showed that, although there are limitations on the volume of natural agregate substitution per E.V.A, the reduction of production costs makes the application of the waste technically and economically viable.

Resumo em Português:

RESUMO A indústria de fabricação de materiais cerâmicos envolve o processamento de queima a elevadas temperaturas, de modo que o gasto energético das formas convencionais de queima é muito elevado. O uso de matérias-primas alternativas mostra um grande potencial nesse processo, como resíduos de outros processos industriais, que podem reduzir a temperatura de queima da cerâmica, fornecendo características desejáveis com menor gasto de energia, como aditivos que possuem alto conteúdo de fundentes , como rejeitos de minério de ferro. O rejeito utilizado teve sua composição química analisada por Fluorescência de Raios-X, mineralógica por Difração de Raios-X e granulometria por peneiramento e sedimentação. Para estudar as propriedades de corpos de prova cerâmicos com adição de rejeitos, eles foram queimados a três temperaturas diferentes de modo a avaliar se o uso do rejeito poderia proporcionar melhoria nas características. Foram produzidos corpos de prova contendo uma mistura de solo com teor de rejeitos de 10 e 20% expostos ao processo de sinterização às temperaturas de 750, 850 e 950°C. Para avaliar as propriedades tecnológicas das peças foram realizados ensaios de retração linear, perda ao fogo, coloração, absorção de água, porosidade aparente, resistência à compressão e microscopia eletrônica de varredura. Foi constatado que a coloração dos corpos de prova foi intensificada quando houve diminuição da temperatura de queima. Contudo, nas concentrações definidas houve pouca variação quanto aos corpos de prova produzidos com solo puro.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The ceramic materials industry includes the burning process at high temperatures in a way that the energy expense of the conventional methods of burning is very high. Using alternative raw materials shows a large potential in this process, such as wastes from other industrial processes, which may reduce the burning temperature of the ceramics, providing desirable characteristics with lower energy expense, as additives that have a high fluxes content, such as iron ore tailings. The waste used had its chemical composition analyzed by X-Ray Fluorescence, mineralogical composition analyzed by X-ray Diffraction and Granulometry by sieving and sedimentation. To study the properties of ceramic test pieces with addition of wastes, we used three different temperatures in the burning process to test if the use of the waste could improve its characteristics. We produced test pieces including a mixture of soil with 10 and 20% content of waste exposed to the sintering process at temperatures of 750, 850 and 950° C. To test the technological properties of the pieces we performed tests of linear shrinkage, loss on fire, coloring, water absorption, apparent porosity, compressive strength and scanning electron microscopy. The color of the test pieces was intensified, and the tested characteristics that showed improvements when the burning temperature decreased. However, at defined concentrations there was little variation in the test pieces produced with pure soil.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo do trabalho é sintetizar o óxido de grafeno (GO) de maneira mais sustentável e adicioná-lo à pasta de cimento Portland. O método de obtenção do GO mais comumente utilizado é o método de Hummers, em que a lavagem do material é feita com água, resultando em grande quantidade de rejeito aquoso ácido. Isso acarreta um problema de sustentabilidade ambiental desse processo, devido aos danos possíveis ao ambiente. Objetivando uma abordagem moderna nos preceitos da química verde para a obtenção do GO, propõe-se a substituição da lavagem com água pela neutralização da solução com carbonato de cálcio para a redução desses resíduos poluentes. Para comprovar a eficiência da síntese verde, fizeram-se comparações físico-químicas nas amostras de GO obtidas, tanto pelo método Hummers (GO), quanto pelo método verde (GOv). As amostras foram analisadas por DRX, FTIR, RAMAN e MEV. As análises da suspensão de GOv não indicou a presença de novas fases cristalinas, porém observou-se a formação da fase gipsita na amostra seca na estufa. Os resultados mostraram a eficiência na produção de GO. Para a produção das pastas de cimento Portland foram feitos traços com a adição de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,75 e 1% m/m de GOv e executados os ensaios de resistência à compressão dos corpos de prova. Foi observado um máximo de eficiência na propriedade de resistência mecânica com adição de 0,3% de GOv no traço. Em estudos comparativos de microscopia eletrônica nos traços de 0,3% contra 1,0% de GOv pode-se constatar a agregação das lamelas de GO nos traços de maior concentração, o que resulta na menor resistência desses últimos. Assim, essa pesquisa apresentou uma proposta com menor impacto ambiental para a produção de compósitos de cimento com GO por um método simples.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The main objective of this paper is to synthesize graphene oxide (GO) in a more sustainable way and add it to Portland cement paste. The most commonly used method of obtaining GO is the Hummers method, in which the washing of the material is done with water, resulting in large amounts of aqueous acid waste. This process leads to environmental sustainability problem, due to the possible damages to the environment. Aiming for a modern approach in the precepts of green chemistry for obtaining GO, it is proposed to replace the washing with water by neutralizing the solution with calcium carbonate to reduce these toxic residues. To verify the efficiency of green synthesis, physicochemical comparisons of GO samples obtained by both the Hummers method (GO) and the green method (GOv) were performed. The samples were analyzed by XRD, FTIR and RAMAN,and SEM. The analyses of the GOv suspension did not indicate the presence of new crystalline phases, but the formation of the gypsum phase was observed in the dry sample in the hot chamber. The results showed the efficiency in the production of GO. For the production of Portland cement paste, we added a proportion of 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,75 and 1% of GOv and, then compressive strength tests were performed on the specimens. A maximum efficiency in the mechanical strength property was observed with addition of 0.3% of GOv in the traces. In comparative studies of electron microscopy in the 0.3% traces against 1.0% of GOv traces, the aggregation of GO lamellae in the traces with higher concentration can be observed, which results in lower resistance of the latter. This research presented a proposal with less environmental impact for the production of cement composites GO by a simple method.

Resumo em Português:

RESUMO Nas últimas duas décadas intensificaram-se os estudos para desenvolvimento de novas terapêuticas para aplicações em doenças degenerativas do tecido ósseo, bem como formas menos invasivas de tratamentos de traumas de acidentes viários. Neste cenário, biocimentos de fosfato de cálcio (CFCs) de cura rápida para aplicações injetáveis e/ou moldáveis, permitem o uso através de técnicas cirúrgicas minimamente invasivas. Matrizes de CFCs têm atraído grande interesse para uso em ortopedia e odontologia como substitutos para partes danificadas do sistema osteocondral, permitindo sua utilização na reparação ou preenchimento ósseo. Neste trabalho foram processados CFCs constituídos por dois diferentes fosfatos de cálcio bifásicos (BCP), um com distribuição micrométrica e outro com distribuição nanométrica, fosfato de sódio e carboximetilcelulose, visando a utilização deste material em procedimentos cirúrgicos. As matérias primas foram caracterizadas físico-quimicamente por difração de raio X, microscopia eletrônica de varredura acoplada com espectroscopia de energia dispersiva de raios X. O tempo de pega do material foi avaliado pelo ensaio de Vicat e a resistência mecânica do CFC foi avaliada através dos ensaios de Flexão (resistência mecânica a tração) e Ultramicrodureza (módulo de elasticidade). As propriedades biológicas foram avaliadas através dos ensaios in vitro de degradação em solução Tris-HCL e citotoxicidade em cultura de bactérias e ensaio in vivo pelo método de HET-CAM. Os resultados mostraram um melhor desempenho do BCP nanométrico, tendo tempo de pega final baixo, 22 minutos, e resistência mecânica da ordem de 4 MPa, compatível com a expectativa esperada para osso esponjoso. Os ensaios biológicos confirmaram a resposta biológica satisfatória destes nanocompósitos. Isso demonstra que o material tem potencial para aplicação clínica em substituição ao cimento acrílico hoje largamente utilizado.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Over the past two decades, the development of new therapies for applications in degenerative bone tissue diseases has intensified, as well as less invasive forms of road accident trauma treatment. In this scenario, fast setting time calcium phosphate bone cement (CFCs) for injectable and/or moldable applications allows for use through minimally invasive surgical techniques. CFC arrays have attracted great interest for use in orthopedics and dentistry as substitutes for damaged parts of the osteochondral system, allowing their use in bone repair or filling. In this work, CFCs consisting of two different biphasic calcium phosphates (BCP) were processed, one with micrometric distribution and the other with nanometric distribution, sodium phosphate and carboxymethylcellulose, aiming at the use of this material in surgical procedures. The raw materials were physically and chemically characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy coupled with X-ray dispersive energy spectroscopy. The setting time of the material was evaluated by Vicat tests and the mechanical strength of the CFC was evaluated through the flexural tests (tensile strength), ultramicrohardness (modulus of elasticity). Biological properties were evaluated by in vitro Tris-HCL degradation assay, cytotoxicity assay by bacterial culture and in vivo assay by the HET-CAM method. The results showed a better performance of the nanometer CFC, having a low final setting time, 22 minutes, and mechanical strength of 4 MPa, compatible with the expected expectation for cancellous bone. Biological assays confirmed the satisfactory biological response of these nanocomposites. This demonstrates that the material has potential for clinical application in place of the widely used acrylic cement.

Resumo em Português:

RESUMO A aplicação da técnica de calorimetria por condução isotérmica possibilita a avaliação da velocidade das reações de hidratação de forma simplificada e eficiente, ao longo do tempo, pelas curvas de evolução de calor. Essa técnica pode ser a ferramenta adequada para a avaliação do processo de dessorção do polímero superabsorvente (SAP), parâmetro fundamental que determina a eficiência do polímero como agente mitigador da retração autógena. Com o uso da calorimetria foi possível avaliar o comportamento do SAP durante o estado fresco e a mudança que a nanosílica (NS) causou na cinética de hidratação dos compostos cimentícios. Nas pastas estudadas nesse trabalho, observou-se um leve retardo na ocorrência do pico principal de hidratação do C3S nas pastas contendo SAP e uma aceleração das reações de hidratação das pastas contendo NS. Notou-se ainda que quanto maior a quantidade de SAP e de NS, maior foi a quantidade de calor liberado, o que pode ser correlacionado com maior formação de hidratos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The application of calorimetry's technique by isothermal conduction allows the evaluation of the velocity of the hydration reactions in a simple and efficient way, over time, by the heat evolution's curves. This technique can be the right tool to evaluate the superabsorbent polymer's (SAP) desorption, which is a fundamental parameter that determines the polymer's efficiency as mitigating agent of autogenous shrinkage. With the use of calorimetry, it was possible to evaluate SAP's behavior during the fresh state and the influence of nanosilica (NS) in hydration kinetics of cement compounds. Regarding the pastes analyzed in this paper, it was observed a small retard in the main peak of C-S-H formation in the pastes containing SAP and an acceleration of the hydration’s reactions of the pastes containing NS. It was also noted that the heat released is proportional to the amount of NS and SAP, what can be related to the higher hydrate’s formation.

Resumo em Português:

RESUMO Com a falta de tecnologia no setor florestal, alternativas são necessárias para favorecer a maximização do uso da madeira amazônica, principalmente àquelas que possuem características desfavoráveis para o seu processamento. Assim, o objetivo da pesquisa foi desenvolver o projeto de um produto com o design planejado, confeccionando-o e verificando as etapas de processamento para atestar o aumento do rendimento volumétrico e a diminuição dos resíduos de madeiras proveniente de árvores ocas. Com isso, foi projetado um móvel, utilizando softwares para modelar as alternativas de geometria e encaixe para uma mesa de jantar com seis lugares, com estrutura e formas diferenciada. Foram utilizados cerca de 0,1799 m³ de madeira da espécie de Muiracatiara para a confecção da mesa, possuindo acabamento fino e técnicas de marchetaria no tampo, com madeira de Marupá. A volumetria final do produto foi igual a 0,5420 m³, sendo o rendimento volumétrico de 30,13% considerado alto, para a quantidade de madeira utilizada no processo. Com o restante, cerca de 69,87% de resíduo madeireiro da produção da mesa, foi possível realizar a confecção de uma luminária, a partir de peças descartadas durante a usinagem da madeira. O estudo permitiu a demonstração da aplicabilidade do design no setor madeireiro a partir do planejamento do uso da matéria prima, onde foi possível verificar a viabilidade do procedimento utilizando madeira amazônica para a confecção de itens domésticos, independente do estado de qualidade, tornando a atividade sustentável ao setor.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT With the lack of technology in the forest sector, alternatives are necessary to favor the maximization of the use of Amazonian wood, especially to those that have unfavorable characteristics for its processing. Thus, the objective of the research was to develop the design of a product with the planned design, making it and verifying the processing steps to attest the increase of the volumetric yield and the reduction of wood residues from hollow trees. With this, furniture was designed, using software to model the geometry and fitting alternatives for a six-seat dining table, with different structure and shapes. About 0.1799 m³ of Muiracatiara wood was were used to make the table, with marquetry technique on top, with Marupá wood. The final volume of the product was 0.5420 m³, and the volume yield was 30.13% considered high, for the quantity of wood used in the process. With the remainder, about 69.87% of lumber residue from table production, it was possible to make a luminaire, from discarded pieces during the wood machining. The study allowed the demonstration of the applicability of the design in the wood sector from the planning of the use of the raw material, where it was possible to verify the feasibility of the procedure using amazonic wood for the making of household items, regardless of state of quality, making the activity sustainable to the sector.

Resumo em Português:

RESUMO Matrizes de hidroxiapatita (HAp) dopadas com os íons lantanídeos Eu3+, Ce3+ e Gd3+, [Ca10-xLnx(PO4)6(OH)2], foram obtidas pelo método da precipitação com o objetivo de estudar suas propriedades fotofísicas. A partir de análises de Microscopia Eletrônica de Varredura observou-se que amostras dopadas com íons lantanídeos (Ln3+) apresentaram similaridade com a morfologia da HAp pura, por outro lado nos difratogramas de Raios X a partir do refinamento Rietveld verificou-se que a matriz aparece como fase majoritária (≈ 70%) enquanto (≈ 30%) de uma fase secundária de tricálcio fosfato (TCP) foi conferida em função das diferentes dopagens. Isotermas de adsorção obtidas pela técnica BET indicaram que todos os materiais sintetizados são classificados como mesoporosos. Os espectros de emissão dos materiais exibem bandas características dos íons Ln3+ incorporados à estrutura da matriz em 573 nm (5D0→F0), 600 nm (5D0→F1), 628 nm (5D0→F2), e 698 nm (5D0→F4) para HAp/Eu, 337-360 nm (5d→4f) para HAp/Ce e em 425 nm para HAp/Gd.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Hydroxyapatite (HAp) matrices doped with lanthanide ions Eu3+, Ce3+ and Gd3+, [Ca10-xLnx(PO4)6(OH)2] were obtained through the precipitation method so their photophysical properties could be studied. From the Scanning Electron Microscopy analyzes it was observed that samples doped with lanthanide ions (Ln3+) showed similarity with the morphology of pure HAp, whereas Rietveld-refined X-ray diffractograms showed that the matrix appears as the major phase (≈70%) while (≈30%) of a second phase of tricalcium phosphate (TCP) was due to the different doping levels. Adsorption isotherms obtained by the BET technique indicated that all the synthesized materials are classified as mesoporous. The emission spectra of the materials exhibit bands typical of the Ln3+ ions incorporated into the matrix structure at 573 nm (5D0→F0), 600 nm (5D0→F1), 628 nm (5D0→F2), and 698 nm (5D0 → F4) for HAp/Eu, 337-360 nm (5d → 4f) for HAp/Ce and at 425 nm for HAp/Gd.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Magnesium and its alloys offer a wide range of applications due to their excellent properties, however, their high chemical reactivity depends on their possible application in environments that have high chloride contents, because the development of an efficient method of surface protection and Easy implementation on an industrial scale is necessary. In the present work, nickel-phosphorus (Ni-P) electrolytic coatings on magnesium substrates were obtained from a chromate-free method. Subsequently, these coatings were evaluated electrochemically by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in NaCl 3.5% wt solution. The results indicate that the coatings obtained manage to produce greater thermodynamic stability to the magnesium surfaces and reduce approximately the corrosion rate by a factor of 1000. Therefore, the methodology for obtaining the Nickel-phosphorus coatings that we propose in this work is susceptible to industrial scale.

Resumo em Português:

RESUMO A indústria da cerâmica de argila compreende materiais empregados na construção civil (tijolos, telhas, argila expandida, entre outros), é de grande importância para o desenvolvimento econômico brasileiro, e busca novas fontes de matéria-prima, principalmente argila. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar uma jazida de argila localizada na região central do estado do Piauí, para viabilizar seu uso como matéria-prima cerâmica, buscando impulsionar a indústria de cerâmica de argila. A composição química, as fases cristalinas e a plasticidade da argila foram analisadas. As amostras foram preparadas por prensagem uniaxial, secas em estufa a 110 °C e depois queimadas a 900 °C, 1000 °C e 1100 °C. Determinou-se então a resistência à flexão, porosidade aparente, retração linear, absorção de água, além de análise mineralógica, macroestrutural e microestrutural. Os resultados mostraram uma melhora nos índices com o aumento da temperatura de queima e que as amostras apresentaram coloração avermelhada devido à presença de ferro, bem como quartzo e caulinita. Assim, o depósito de argila tem potencial para se transformar em matéria-prima para a indústria de cerâmica de argila no estado do Piauí.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The clay ceramics industry comprises materials used in construction (bricks, tiles, and expanded clay, among others), is of great importance for Brazilian economic development, and the industry is seeking new sources of raw material, mainly clay. The present work aims to characterize a clay deposit located in the central region of the state of Piauí, to make feasible its use as ceramic raw material, seeking to boost the clay ceramics industry. The chemical composition, the crystalline phases, and the plasticity of the clay were analyzed. Specimens were prepared by uniaxial pressing, dried in an oven at 110 °C, and then heated to 900 °C, 1000 °C, and 1100 °C. Bending strength, apparent porosity, linear shrinkage, water absorption, and mineralogical, macrostructural, and microstructural analyses were determined. The results showed an improvement in the indices with the increase in the firing temperature and that the samples showed a reddish coloration due to the presence of iron, as well as quartz and kaolinite. Thus, the clay deposit has the potential to become raw material for the clay ceramics industry in the state of Piauí.

Resumo em Português:

RESUMO Materiais cimentícios suplementares (SCM) têm sido utilizados em formulações cimentícias, sendo responsáveis por melhorias em seu desempenho, sustentabilidade e custo. Dentre esses SCM’s, metacaulim (MK) e nanossílica (NS) foram alvos de diversos estudos com resultados promissores, promovendo aumento de resistência e refinamento da microestrutura. No entanto, o uso combinado desses materiais em pastas de cimento, em especial no que se refere ao comportamento nas idades iniciais, ainda foi alvo de poucos trabalhos. Portanto, o objetivo deste artigo foi avaliar pastas ternárias de metacaulim e nanossílica nas idades iniciais (1, 3 e 7 dias). Para tanto, foram produzidas seis pastas, uma de referência, duas com substituição por NS e três com substituição de 15% de clínquer por teores complementares de NS e MK (0+15%, 1+14% e 2,5+12,5%). Tais teores permitiram comparar o comportamento das pastas ternárias com suas respectivas pastas binárias, avaliando a sinergia entre os materiais. Foram realizados os ensaios de resistência à compressão, análise termogravimétrica (TG/DTG) e calorimetria semi-adiabática, pelo método da garrafa de Langavant. Os resultados mostraram o potencial da combinação desses materiais, com grande aumento da resistência à compressão nas idades iniciais. Os resultados de termogravimetria e calorimetria permitiram caracterizar a hidratação do cimento nesse tipo de mistura. Destaca-se uma aceleração da hidratação e consumo de CH pela reação pozolânica, ambos potencializados nas misturas ternárias. Por fim, foi observado um efeito sinérgico na hidratação promovido pelos dois materiais, resultando no maior valor de resistência à compressão aos 7 dias. No entanto, diferenças encontradas nos resultados das duas pastas ternárias indicam que este efeito sinérgico depende da relação entre os teores de metacaulim e nanossílica na composição das pastas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Supplementary cementitious materials (SCM) have been used in cementitious systems, improving performance, sustainability and cost. Among these SCM’s, metakaolin (MK) and nanosilica (NS), have been topic of many studies with promising results, increasing strength and refining microstructure. However, the combined use of these materials in cement pastes, especially regarding the behavior at early ages, has been topic of few studies. Therefore, the objective of this paper was to evaluate ternary pastes with metakaolin and nanosilica at early ages (1, 3 and 7 days). Six pastes were produced, one of reference, two with cement replacement by NS and three with 15% replacement of clinker for complementary contents of NS and MK (0+15%, 1+14% and 2.5+12.5%). These contents enabled a comparison between the behavior of ternary and the respective binary pastes, evaluating the synergy between the materials. Compressive strength, thermogravimetric analysis (TGA) and semi adiabatic calorimetry, by the Langavant method, were performed. Results show the potential of combining these materials, with great improvement of the compressive strength at the early ages. Thermogravimetry and calorimetry results were used to characterize cement hydration in this type of mixture. It was marked by an acceleration and CH consumption by the pozzolanic reaction, both potentialized in the ternary mixtures. Furthermore, a synergistic effect between the materials was observed in the hydration, resulting in the highest compressive strength value at 7 days. However, differences observed in results of the ternary pastes indicate that this synergistic effect depends on the ration between metakaolin and nanosilica content in paste composition.

Resumo em Português:

RESUMO Filmes biopoliméricos podem substituir vantajosamente polímeros de origem petroquímica em diversas áreas, como a de embalagem de frutas e hortaliças. Como esses produtos apresentam respiração e transpiração mesmo após a colheita, as propriedades de barreira e de resistência à água do material são cruciais para o cumprimento de seu propósito. Neste trabalho foram obtidos filmes biopoliméricos baseados em fécula de mandioca (0-3%), quitosana (0-3%), cera de carnaúba (0; 0,2%) e glicerol (0,6%) e suas propriedades de interesse foram determinadas. A incorporação da cera reduziu em média 20% a taxa de permeabilidade ao vapor d’água (TPVA), em relação aos filmes sem cera. Dentre os filmes contendo cera, 1c (3% de fécula) e 2c (2% de fécula e 1% de quitosana) apresentaram valores mais baixos de TPVA, 12,55 g/m²h e 12,42 g/m²h respectivamente, sendo então submetidos a outras caracterizações que revelaram que a substituição parcial da fécula pela quitosana não afetou a espessura dos filmes, causou decréscimo de 14% em sua solubilidade e melhorou suas propriedades mecânicas, o que significa aumento em seu potencial para a aplicação pretendida.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Biopolymer films can advantageously substitute polymers of petrochemical origin in several areas, such as packaging of fruits and vegetables. As these products exhibit breathability and perspiration even after harvesting, barrier properties and water resistance of the packaging material are crucial. In this work, biopolymer films based on cassava starch (0-3%), chitosan (0-3%), carnauba wax (0; 0.2%) and glycerol (0,6%) were obtained and their properties of interest were determined. The wax incorporation reduced on average 20% of the water vapor transmission rate, WVTR, in relation to the films without wax. Among the films containing wax, 1c (3% starch) and 2c (2% starch; 1% chitosan) presented lower values of WVTR, 12.55 g / m²h and 12.42 g / m²h respectively, were then subjected to other characterizations that revealed that the partial replacement of starch by chitosan did not affect the film thickness, caused a decrease of 14% in its solubility and improved mechanical properties, which means increase in its potential for the intended application.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da granulometria e do teor de resíduo de polimento de placas cerâmicas em substituição ao cimento na resistência mecânica de matrizes cimentícias. Foram produzidos oito tipos de argamassa, com traço 1:3 em massa com relação água/finos de 0,48, com variações de 0, 10, 30 e 50% de resíduo em substituição ao cimento. Foram adotados resíduos com duas granulometrias distintas: in natura e moído por 30 minutos em moinho de bolas. O resíduo foi caracterizado pelos ensaios de massa específica, granulometria a laser, difração de raios X e método Chapelle modificado. As argamassas foram avaliadas no estado fresco pelo índice de consistência, densidade de massa e teor de ar e, no estado endurecido, pela resistência à compressão aos 7, 28 e 150 dias. A moagem do resíduo de polimento cerâmico mostrou-se benéfica, visto que promoveu o desenvolvimento da atividade pozolânica e propiciou um aumento da resistência à compressão. Os resultados mostraram que o resíduo moído num teor de 30% propicia uma resistência à compressão de 34 MPa aos 28 dias, podendo atingir 38 MPa aos 150 dias. A substituição do cimento pelo resíduo de polimento com granulometria controlada pode ser favorável por apresentar menor custo e impacto ambiental, tanto pelo reaproveitamento do resíduo ou como contribuição para a mitigação do CO2.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study aims to evaluate the influence of particle size distribution and the content of the replacement of cement by ceramic tile polishing residue on the mechanical strength of cementitious matrices. Eight types of mortars were produced in a ratio of 1:3 by weight (cement: sand) and water/fine (cement + residue) ratio of 0.48 with levels of replacement of 0; 10; 30 and 50% of ceramic tile polishing residue. It was adopted waste with two different particle size distributions: in natura and ground by 30 minutes in a ball mill. Residues were characterized by specific mass; laser diffraction analysis; X-ray diffraction and Chapelle modified method. In the fresh state, mortars were evaluated by tests of consistency, mass density and air content and in the hardened state by compression strength at 7, 28 and 150 days. The grinding of ceramic tile polishing residue was beneficial because it promoted the development of pozzolanic activity and an increase of the compression strength. The results showed that the replacement of 30% cement by ground residue resulted in compressive strength of 34 MPa at 28 days and it can reach 38MPa at 150 days. The replacement of cement by ceramic tile polishing residue with a controlled size particle distribution can be favorable to the industry because it possible reduce costs and environmental impact both by reuse of the residue or as a contribution to CO2 mitigation.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT New techniques for manufacturing of biomaterials using additive/substrate manufacturing such as melting laser sintering (SLM) or CAD/CAM milling use micrometric metal powders to build custom parts. CoCrMo alloys are commonly used as biomaterials due to biocompatibility, high corrosion resistance and good mechanical properties. In this work, Cr-Co-based powder was obtained by mechanical alloying of Cr-Co-Mo-W alloy, using different Ball/Powder-Ratios (BPR) and thermal treatments. The powders were deagglomerated and characterized by X-ray diffraction (XRD) and Scanning electron microscopy (SEM). Based on SEM micrographs, the particle size analysis was used to compare the particles spheroidizing degree, using Feret’s diameter. The XRD patterns shown Co(solid-solution) as crystalline phase. The results of particles size indicates a decrease of Feret’s diameter in BPR (Ball/Powder-Ratio) from 4:1 to 6:1 understanding that from this ratio there is no significant decrease of this relation but there is an average size increase with losses in morphological aspect. The comparison between atomized powders and powder developed in this work indicates that atomized products present relation close to one which indicates there is uniformity in the particles spherical shape. Comparing ground powders from 6:1 ratio (before and after thermal treatment) there is a considerable decrease of Feret’s diameter being it decreased from 1.75 to 1.4, an increase of about 46% in particles spheroidizing.

Resumo em Português:

RESUMO O avanço nas construções civis e o aumento dos desperdícios nas obras tem induzido a busca por alternativas que substituam a matéria prima empregada. Visando a preservação do meio ambiente por meio da redução de extração da natureza, surgiu na construção a reciclagem dos materiais provenientes de perdas ou demolições. Entre as alternativas está o emprego do Agregado Reciclado de Concreto (ARC) em substituição ao agregado natural. Além disso, a pré-saturação do agregado no emprego do concreto pode exercer o papel de agente de cura interna. Esta pesquisa busca analisar o efeito do emprego de Agregados Graúdos Reciclados (AGRC) atuando como agente de cura interna no concreto. Por meio da substituição do agregado graúdo natural (AN) por AGRC definido por meio da compensação em massa, submetidos a dois tipos de cura (ao ar e submersa) e relação a/agl de 0,42. Os resultados obtidos mostraram que a resistência dos concretos com ARC seco foram maiores. Na cura interna, o emprego de AGRC saturado não cumpriu a função de agente de cura interna.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The advance in the civil constructions and the increase of the wastes in the works has induced the search for alternatives that substitute the used raw material. Aiming at the preservation of the environment through the reduction of nature extraction, the recycling of materials from losses or demolitions arose in the construction. Among the alternatives is the use of the Recycled Concrete Aggregate (RCA) to replace the natural aggregate. In addition, the pre-saturation of the aggregate in the concrete can act as an internal curing agent. This research seeks to analyze the effect of the use of Recycled Coarse Aggregates Concrete (RCAC) acting as an internal curing agent in concrete. By replacing the natural aggregate (NA) by AGRC defined by means of mass compensation, submitted to two types of curing (air and submerged) and a / agl ratio of 0.42. The results showed that the resistance of the concrete with dry RCA was higher. In internal cure, the use of saturated RCAC did not fulfill the function of internal curing agent.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, magnesium oxide nanoparticles were synthesized by the sol-gel route and their ecotoxicity was tested in worms of the Eisenia andrei species. Magnesium oxide nanoparticles were characterized by XRD, surface area via BET, TEM and SEM-FEG/EDS. The lethality test with Eisenia andrei earthworm species followed the recommendations of ISO 11268-1 (ISO, 2012) in a completely randomized design with six replicates for each concentration tested (1.06, 2.12, 4.24, 8.48 and 16.96 μg of NPs-MgO/kg of soil), plus the control. The concentrations were mixed to the tropical natural soils, Entisol Typic Quartzipsamments and Oxisol, with no agricultural use history. The morphological and structural analyses of the nanoparticles indicated the formation of magnesium oxide with cubic structure, constituting agglomerates of nanostructures of the order of 20 to 50 nm. The results of toxicity were submitted to analysis of variance (ANOVA One-way), followed by the Dunnett test (p <0.05). Based on standardized toxicological tests it was found that NPs-MgO, at the concentrations tested, did not affect the survival of Eisenia andrei species in the natural soils studied.

Resumo em Português:

RESUMO A laminação é um processo de conformação por deformação plástica amplamente utilizado na indústria para o processamento de ligas metálicas semi-acabadas, pois, além de dar a forma comercial desejada ao produto, proporciona o aumento das propriedades mecânicas em um processo contínuo e de grande produtividade. Desta forma, é importante que o acadêmico de engenharia compreenda como funcionam os equipamentos utilizados na laminação e quais são as variáveis que influenciam este processo. Dentro deste contexto, e pensando que habilidades obtidas através de experimentos que relacionem a teoria com a prática são fundamentais para a formação de um engenheiro, a proposta deste trabalho foi projetar e adaptar um laminador didático do tipo duo, para metais não ferrosos que, empregado no decorrer da graduação, promova maior proximidade dos alunos de engenharia com este processo industrial. A adaptação deste dispositivo se deu com base em um laminador de joias manual já existente, o qual foi acoplado a um motor elétrico que promovesse a potência necessária para o processo. O resultado deste trabalho foi a adaptação de um laminador que atendesse as expectativas de laminação, estando disponível para a elaboração de atividades que propulsionam o entendimento acadêmico sobre o tema. Em relação aos metais que foram laminados, diversas características do processo de laminação a frio e de seus produtos descritos pela literatura e pela indústria da transformação mecânica foram observadas durante a execução dos testes de funcionamento e dos ensaios, validando, desta forma, a adaptação do equipamento e o alcance de seu principal objetivo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Lamination is a plastic deformation forming process widely used in the industry for the processing of semi-finished metal alloys, as it not only gives the desired commercial shape to the product, but also provides increased mechanical properties in a continuous and high productivity process. In this way, it is important that the engineering academic understand how the equipment used in the lamination works and what are the variables that influence this process. In this context, and thinking that skills obtained through experiments that relate theory to practice are fundamental for the formation of an engineer, the purpose of this work was to design and adapt a didactic laminator of the duo type, for nonferrous metals that, employee during the graduation, promote greater proximity of engineering students with this industrial process. The adaptation of this device was based on an existing manual jewelry mill, which was coupled to an electric motor that promoted the power needed for the process. The result of this work was the adaptation of a rolling mill that met the lamination expectations, being available for the elaboration of activities that propel the academic understanding on the subject. In relation to the metals that were rolled, several characteristics of the cold rolling process and its products described in the literature and in the mechanical transformation industry were observed during the execution of the tests of operation and of the tests, thus validating the adaptation of the equipment and the achievement of its main objective.

Resumo em Português:

RESUMO As estruturas pré-moldadas de concreto são, convencionalmente no Brasil, sistemas de pórticos não contraventados com pilares contínuos. Sendo os pilares responsáveis pelo fornecimento de estabilidade lateral e transporte dos carregamentos verticais. A necessidade de emendas em pilares pré-fabricados de concreto surge da adoção crescente do sistema em edificações de múltiplos pavimentos e das limitações logísticas relativas às dimensões das peças, como transporte e içamento. Uma solução para o problema é fornecer continuidade ao pilar pré-moldado por meio de ligações de continuidade. O objetivo principal do trabalho consiste em analisar o desempenho em serviço (rigidez) de ligações por meio de emenda com dispositivo metálico. Para isso foram projetados e ensaiados à flexão (quatro pontos) dois modelos: um modelo monolítico (referência) e um modelo segmentado com ligações parafusadas. Os deslocamentos verticais medidos nos modelos foram utilizados para determinação de parâmetros de rigidez equivalente, curvatura e flecha. A partir do estudo realizado pôde-se concluir que o modelo com ligação parafusada (LB-PAR) apresentou comportamento bastante próximo do modelo monolítico de referência (MB) até cerca de 80% da força que produz o momento fletor relativo ao limite de escoamento. Conclui-se que o desempenho da ligação foi satisfatório, sendo possível sua utilização em obras correntes desde que observadas as restrições de uso em casos específicos de edificações em que o comportamento global da estrutura é significativamente influenciado pelos efeitos de segunda ordem.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Precast concrete structures in Brazil are usually unbraced with continuous columns. Which are responsible for the lateral stability and vertical load transfer. With the growing use of precast concrete structures in multi-storey buildings arises a need for moment-resisting connections in the concrete columns, explained by the logistical difficulties of transport and assembly. Moment-resisting connections are a solution to counteract the logistical shortcomings. The main focus of this paper consists in analyzing the connection’s mechanical behavior under service loads. In order to achieve this goal two full scale models were built and tested (four point bending): one cast-in-situ column and one connected using steel shoes. The measured displacements were used to determine the equivalent stiffness, curvature, and deflection. From this research it’s possible to assert that the model with bolted connections (LB-PAR) displays similar behavior to the cast-in-situ model up until 80% of the load that causes the rebar to yield. The mechanical behavior of the connection is considered satisfactory for regular use, since the restrictions to the use are observed in the specific cases in which the structural behaviour is significantly influenced by second order effects.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Titanium and its alloys are the most popular metals applied on end osseous implants manufacturing. Commercially pure titanium (Ti c.p.) has been successfully used as a biomaterial because of its mechanical and chemical properties, excellent corrosion resistance and biocompatibility. In order to improve and accelerate the osseointegration process after implantation, superficial treatments are performed aiming properties that stimulate the growth of the newly-formed bone. In this work, self organized titanium dioxide (TiO2) nanotubes were obtained by anodic oxidation on Ti c.p. (grade 2). Also, it has been shown that the process is industrially reproducible for this purpose. As parameters for the anodizing process, it was concluded that the optimal electrolyte was H3PO4 solution + 0.15% HF under potentiostatic mode for 30 minutes. Potentials of 1, 5, 10, 15 and 20 V were tested in order to verify the best conditions to obtain nanotubes. In this case, potential was set at 10V. The morphology of the samples was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Electron Microscopy with Field Emission (SEM-FEG) and Atomic Force Microscopy (AFM). The results showed the nanotubes formation throughout the titanium samples surface. In accordance to the obtained roughness, it was observed that the formed nanotubes film is thin, however, the literature indicates that the film thickness is not relevant on the performance of nanostructures as optimizers of the osseointegration process, unlike the nanotubes morphology and diameter. In the wettability analysis, the nanotubes behaved as hydrophilic. Therefore, it is possible to obtain TiO2 nanotubes for using in implants by a superficial treatment, allowing a better osseointegration quality.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Technological processes for the synthesis of composite systems based on bovine (rather than synthetic) hydroxyapatite are rarely described. That’s why the influence of the heat treatment medium on the properties of the composite system bovine hydroxyapatite/magnetite (BHA/Fe3O4) obtained using physico-mechanical and chemical methods were investigated. It was established that the most efficient medium for heat treatment of studied materials is vacuum. Due to XRD analysis data allow us to assert that the most perfect lattice is formed with the use of the chemical method for production and heat treatment in a vacuum (crystallinity 86%), and the least perfect one is formed by the mechanical method for production and heat treatment in a nitrogen medium (71%). The method for adding magnetite has only a minor effect. Investigated conditions of heat treatment of composite systems BHA/Fe3O4 promoted obtaining optimal magnetic properties and stable behavior in experiments in vitro.

Resumo em Português:

RESUMO A introdução da zircônia (ZrO2) como material odontológico representa um grande avanço quando comparado aos demais materiais tradicionalmente utilizados para esta finalidade. Este material destaca-se, devido às suas ótimas propriedades tais como resistência mecânica e biocompatibilidade. No entanto, existem limitações quanto a sua coloração branca e alta opacidade, não sendo possível mimetizar as características da dentição humana, afetando assim o conceito estético desses materiais e diminuindo o conforto do paciente. Este trabalho propõe desenvolver pós de zircônia pigmentada através do método Pechini, dopando-os com óxido de ferro em diferentes concentrações (3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,25 % em mol) e itria, posteriormente calciná-los a temperatura de 1000 °C, com a finalidade de obter a mistura química mais efetiva, próxima da tonalidade da dentina humana. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), teste de toxicidade e avaliação colorimétrica, confirmando a presença do ferro dentro da microestrutura da zircônia e suas modificações causadas no material. Os resultados indicam que os tamanhos de cristalitos dos pós sintetizados aumentaram de 35,45 nm para 48,97 nm, quando a concentração de ferro aumentou de 0 % para 3%. Os espectros de EDS indicaram a presença de ferro em todas as amostras, com variadas concentrações do pigmento. O método utilizado foi efetivo para a produção de pós de zircônia com variadas nuances de cores, possuindo um grande potencial para aplicações odontológicas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The introduction of zirconia (ZrO2) as a dental material, represents a major advance when compared to other materials traditionally used for this purpose. This material stands out due to its excellent properties such as mechanical resistance and biocompatibility. However, there are limitations regarding its white color and high opacity, and it is not possible to mimic the characteristics of human dentition, thus affecting the aesthetic concept of these materials and reducing patient comfort. This work proposes to develop pigmented zirconia powders using the Pechini method, doping them with iron oxide in different concentrations (3 %, 2 %, 1 %, 0.5 %, 0.25 mol%) and itria, later calcine them at a temperature of 1000 °C in order to obtain the most effective chemical mixture, close to the shade of human dentin. The samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), toxicity testing and colorimetric evaluation, confirming the presence of iron within the zirconia microstructure and its modifications caused in the material. The obtained results indicate that the crystallite sizes of the synthesized powders increased from 35,45 nm to 48,97 nm when the iron concentration increased from 0 % to 3 mol%. The EDS spectra indicated the presence of iron in all the samples, with varying concentrations of the pigmentant agent. The method used was effective for the production of zirconia powders with varied color nuances, having great potential for dental applications.

Resumo em Português:

RESUMO O crescimento exagerado das cidades trouxe consigo problemas de cunho ambiental, social e econômico, tornando modelos de desenvolvimento sustentável imperativos à humanidade e à preservação do meio ambiente. Neste sentido, cabe ressaltar a quantidade de resíduos provenientes da construção civil e de resíduos provenientes da indústria da cerâmica vermelha e o significativo crescimento de ambos nos últimos anos. Uma alternativa para estes resíduos é a sua utilização em camadas de pavimentos. O objetivo deste trabalho é analisar a possibilidade de utilização de resíduos de cerâmica vermelha no processo de estabilização física de um solo laterítico arenoso. Para isso, foram avaliadas três porcentagens de resíduos (0, 50 e 60%, em massa) e também foi verificada a influência da energia de compactação na determinação do índice de suporte California (CBR). Os resultados obtidos mostraram que o uso de resíduos cerâmicos na estabilização de solos é uma prática viável e que, o incremento da energia de compactação pode melhorar significativamente o valor de CBR do solo, alcançando valores 50% superiores a amostra de solo sem adição de resíduo para as misturas com 60% de resíduo cerâmico.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The growth of the cities has brought with environmental, social and economic problems, doing an awareness of sustainable development essential for the survival of humanity and for the preservation of the environment. In this way, it is important to highlight the amount of waste from construction and waste from the red ceramic industry and the significant growth of both in the last years. An alternative to this waste is its use in layers of pavements. The aim of this paper is to assess the possibility of use red ceramic wastes in the stabilization of a sandy lateritic soil. For that, three different percentages of ceramic wastes (0, 50 and 60%, in mass) were assessed and the influence of compaction energy was verified by California Bearing ratio (CBR) test. The obtained results showed that the use of ceramic wastes is a viable practice in the soil stabilization and, the enhancement on the energy compaction can improve significantly the CBR, yielding increment of 50% for samples containing 60% of ceramic waste.

Resumo em Português:

RESUMO A principal função da estrutura ferroviária é fornecer estabilidade e segurança para que o transporte opere de maneira eficiente. Os principais elementos constituintes dessa estrutura sobre o subleito são o sublastro, o lastro, os dormentes e os trilhos. O lastro é a camada granular que apresenta como funções fornecer estabilidade aos dormentes, a distribuição de esforços e a drenagem da superestrutura. Essa camada é posicionada entre os dormentes e o sublastro. No entanto, os esforços de impacto provocados pela passagem dos trens podem provocar a degradação do agregado, resultando na formação de finos prejudiciais à drenagem da via permanente. Uma drenagem ineficaz pode comprometer a resistência à deformação permanente das camadas geotécnicas resultando no aparecimento de defeitos na superestrutura como o deslocamento dos dormentes e o desnivelamento da via. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência da degradação do lastro sobre sua capacidade drenante. O método experimental utilizado consistiu na degradação acelerada de amostras de basalto no tambor de abrasão Los Angeles, seguido pela avaliação da permeabilidade do material em cilindro de pequena dimensão. A relação entre os fenômenos de colmatação e permeabilidade do lastro limpo para o lastro altamente colmatado ficou evidenciada por meio dos resultados de laboratório. Verificou-se que a fração de agregado de 19,1 mm sofreu maior degradação, contribuindo para o acréscimo de finos no sistema, mostrando-se responsável pelo fenômeno de colmatação, representando elemento nocivo no que tange a drenagem do lastro ferroviário.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The main function of the railway structure is to provide stability and security so that rail transport operates efficiently. Its main constituents on the subgrade are ballast, sub-ballast, sleepers and rails. The ballast is an element of the superstructure that is located between the sleepers and the sub-ballast. The main functions of the ballast are the stress distribution and the contribution to the drainage of the structure. However, the impact caused by the passage of the trains cause the degradation of the aggregate and produces fines that damages to the drainage of the structure. Ineffective drainage can lead to the appearance of defects in the superstructure such as the displacement of the sleepers and the unevenness of the railroad due to the occurrence of permanent deformations in the geotechnical layers. In this context, the objective of this work was to evaluate the degradation of the ballast and the way in which this phenomenon influences its draining capacity. For this, in a first step, characterization tests of the material were carried out. The experimental method consisted of the accelerated degradation of basalt samples in the abrasion Los Angeles drum. Then, the permeability evaluation of the material was performed. It was possible to verify the relation between the phenomena of fouling and permeability from the clean ballast to the highly fouled ballast. It was evidenced that the 19.1 mm aggregate fraction suffered greater degradation, contributing to the fines increase in the system, being responsible for the fouling phenomenon, representing a harmful element in relation to the drainage of the rail ballast.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Although silicon nitride ceramics have been shown very propitious to be used for bone replacements, some characteristics can be controlled to improve their osseointegrations process. One of them is the intergranular phase whose composition can be specified to stimulate mineralization and osteoblastic production. In this paper, the intergranular glassy phase was projected in order to contain silicon, strontium and aluminum oxides. Silicon nitride samples containing different contents of SiO2, SrO and Al2O3 were sintered at 1815oC for 1 hour and characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Hardness and fracture toughness were determined by Vickers hardness test and compressive strength was evaluated using an universal material testing machine. The biological behavior was studied in regard to cytotoxicity and cell proliferation by means of in vitro experiments. The samples reached high densities (higher than 95 %TD), total α→β-Si3N4 transformation, fracture toughness higher than 6.5 MPa.m1/2, compressive strength up to 2500 MPa and Vickers hardness less than 9.8 GPa. All samples were non-cytotoxic and able to promote cell proliferation with great potential to be used as components for bone replacements. However, that sample with high content of strontium had the best results of cell proliferation, proving the importance of a careful choice of intergranular phase composition in silicon nitride ceramics.

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RESUMO A cirurgia ortopédica maxilofacial tem como um de seus maiores desafios a reparação óssea efetiva, principalmente em casos de perdas teciduais extensas por diversas causas. Atualmente, a grande demanda por transplantes e enxertos de órgãos e tecidos tem impulsionado a busca por materiais capazes de atuar no processo de reparação tecidual. Os biomateriais têm como finalidade, através do contato com a interface dos sistemas biológicos, avaliar, tratar, aumentar ou substituir um tecido, órgão ou função do corpo. Dessa forma, tomando por base a arquitetura, biocompatibilidade da matriz extracelular de celulose, bem como a presença de sistema vascular na estrutura de folhas de espinafre, é proposta a investigação de um tratamento químico visando sua utilização como suporte para crescimento de tecido humano periosteal. Neste contexto, a celulose aparece como uma opção cada vez mais pesquisada em função de suas características de biodegradabilidade, biocompatibilidade, baixo custo e por ser uma alternativa sustentável. Diferentes formas de celulose isolada e seus derivados, assim como associadas a outros biomateriais, têm sido cada vez mais pesquisadas para uso como matriz em processos de reparação tecidual. Considerando as características da celulose como biomaterial, esse estudo visa caracterizar a folha vegetal nativa e após processo químico utilizando soluções iônicas e não-iônicas, estabelecendo análise comparativa das alterações provocadas pelo processamento e seu potencial para utilização como matriz bidimensional em reparo de tecido ósseo. Foram utilizadas técnicas de imersão e perfusão em detergentes como protocolos, além de exposição de algumas amostras em glutaraldeído, tendo como finalidade a reticulação da matriz polimérica, bem como imersão em fluido corporal simulado (SBF-Simulated Body Fluid). Os materiais resultantes dos processamentos químicos foram submetidos às análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de absorção na região de infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e análise térmica diferencial (DTA). Ao final das caracterizações concluiu-se que o protocolo utilizado é uma opção viável para o processamento da celulose, de baixo custo, que produz alterações estruturais aceitáveis no produto final, porém ensaios como a quantificação de ácido desoxirribonucleico vegetal e ensaios de citotoxicidade são sugeridos como complementação.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Maxillofacial orthopedic surgery have as one of its biggest challenges the effective bone repair, especially in cases of extensive loss of bone tissue due to several causes. Currently, the high demand for organ and tissue transplants and grafts has driven the search for materials capable of acting in the tissue repair process. Through contact with the interface of biological systems, biomaterials aim to evaluate, treat, augment or replace a body tissue, organ or function. Therefore, based on the architecture, biocompatibility of the cellulose extracellular matrix, as well as the presence of vascular system in the structure of spinach leaves, it is proposed to investigate a chemical treatment aiming at its use as a support for periosteal human tissue growth. In this context, cellulose appears as an option due to its characteristics of biodegradability, biocompatibility, low cost and for being a sustainable alternative. Different forms of isolated cellulose and its derivatives, as well as associated with other biomaterials, have been increasingly researched for use as a matrix in tissue repair processes. Considering the characteristics of cellulose as biomaterial, this study aims to characterize a plant leaf in the native form and after chemical process using ionic and nonionic solutions, establishing comparative analysis of the changes caused by processing and its potential for use as a two-dimensional matrix in bone tissue repair. Detergent immersion and perfusion techniques were used as protocols, as well as exposure of some samples to glutaraldehyde, with the purpose of cross-linking the polymeric matrix, as well as immersion in simulated body fluid (SBF). The materials resulting from chemical processing were subjected to scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA). At the end of the characterizations, it was concluded that the protocol used is a viable option for low cost cellulose processing, which produces acceptable structural changes in the final product, but assays as deoxyribonucleic acid (DNA) quantification and cytotoxicity tests are suggested.

Resumo em Português:

RESUMO O vidro soda-cal-sílica é um material com alto potencial de reciclagem. No entanto, o seu beneficiamento gera micropartículas que ficam suspensas na água utilizada para resfriamento das ferramentas. Esse resíduo é inerte e, comumente, não reaproveitado. Para seu descarte é feita a decantação das micropartículas de vidro utilizando floculantes, sendo a lama produzida depositada em aterros sanitários. De acordo com a literatura, essas micropartículas de vidro poderiam atuar como material cimentício suplementar na produção de cimento Portland. Contudo, as informações sobre o desempenho térmico desses materiais são escassas. Neste estudo investiga-se a difusividade térmica de argamassas para fins estruturais confeccionadas com cimento Portland e lama de vidro soda-cal-sílica com características pozolânicas. Foram produzidas argamassas com e sem substituição do cimento por 10 e 20% de lama in natura e lama lavada para retirada do floculante. As argamassas foram caracterizadas quanto à resistência mecânica e difusividade térmica. Também, foram determinadas a massa específica, a condutividade térmica e o perfil de aquecimento das amostras, parâmetros necessários para avaliar a difusividade térmica. Os resultados indicam que a lama de vidro, com e sem floculante, poderia ser utilizada em substituição ao cimento sem comprometer a resistência mecânica devido às suas características pozolânicas. Nas argamassas com 10% de lama sem floculante se observa um aumento de aproximadamente 8% na resistência. Contudo, em todas as amostras com lama de vidro, lavada ou não, observa-se uma diminuição de 3 a 4% na massa específica e de 17 a 18% na condutividade térmica, indicando que a reação pozolânica não ocorreu em toda a sua extensão. A difusividade, determinada com auxílio da termografia infravermelha, apresenta resultados compatíveis com a literatura e indica que o uso do resíduo não influencia significativamente a inércia térmica das argamassas. Dessa forma, a lama de vidro em substituição a 10% e 20% de cimento Portland poderia ser utilizada em argamassas estruturais sem comprometer o desempenho térmico do sistema, além de contribuir com o meio ambiente ao dar destino adequado ao resíduo e reduzir a retirada de matérias primas para a produção de cimento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Soda-lime-silica glass is a material with high recycling potential. However, its processing generates microparticles that are suspended in the water used for cooling the tools. This residue is inert and generally not reused. For disposal, the microparticles of glass are decanted using flocculants and the mud produced is deposited in landfills. According to the literature, these glass microparticles could act as supplementary cementitious material in Portland cement production. However, information on the thermal performance of these materials is scarce. This study investigates the thermal diffusivity of mortars for structural purposes made with Portland cement and pozzolanic soda-lime-silica glass mud. The mortars were produced with and without cement replacement for 10 and 20% natural mud and washed mud to remove the flocculant. The mortars were characterized for compressive strength and thermal diffusivity. The specific mass, the thermal conductivity and the heating profile of the mortars were also determined, requirements to evaluate the thermal diffusivity. The results indicate that glass mud with and without flocculant could be used in place of cement without compromising compressive strength due to its pozzolanic characteristics. In mortars with 10% mud without flocculant an increase of approximately 8% in compressive strength is observed. However, in all samples with glass mud, washed or not, there is a decrease of 3 to 4% in the specific mass and 17 to 18% in the thermal conductivity, indicating that the pozzolanic reaction did not occur to its full extent. Diffusivity, determined with the aid of infrared thermography, presents results compatible with the literature and indicates that the use of the residue does not significantly influence the thermal inertia of the mortars. Thus, glass mud in place of 10% and 20% Portland cement could be used in structural mortars without compromising the thermal performance of the system, in addition to contributing to the environment by providing adequate destination to the waste and reducing the withdrawal of raw materials for cement production.

Resumo em Português:

RESUMO Misturas asfálticas são os principais tipos de materiais que compõem as camadas de revestimentos asfálticos dos pavimentos brasileiros. Sabendo disso, este estudo teve por objetivo estudar misturas asfálticas, conhecidas como Concreto Asfáltico Estocável (CAE), que tem como diferencial a proposta de poder ser armazenada a granel ou ensacada e aplicada à frio. Foram realizadas as caracterizações físicas, volumétricas e mecânicas de três amostras de CAE de diferentes fabricantes com vistas a compreender sua composição e comportamento mecânico. Além disso, foram realizadas avaliações da granulometria utilizando as metodologias Bailey e Frações de Agregados Dominantes (FAD). Os resultados mostraram que as misturas de CAE não atenderam aos requisitos especificados em normas brasileiras e apresentaram resultados diferentes do esperado para um concreto asfáltico convencional, indicando que o mesmo não deve ser abordado como tal. Além disso, o CAE não atendeu aos parâmetros de trabalhabilidade e volumetria. Os resultados de viscosidade do ligante, do módulo dinâmico e do Flow Number indicaram que uma das amostras apresenta alta rigidez, fato que pode estar relacionado ao envelhecimento do ligante asfáltico e consequente enrijecimento da mistura. Por fim, verificou-se que o CAE apresenta envelhecimento durante a estocagem, o que não é adequado para misturas asfálticas. Logo, conclui-se que o mesmo, sem a adoção de critérios de controle de produção e aplicação, não é adequado para utilização como nova camada de revestimento, tendo seu uso limitado à serviços de manutenção como tapa-buraco.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Asphalt mixtures are the main types of materials that make up the asphalt surface layers of Brazilian pavements. In this way, this study aimed to study asphalt mixtures, known as Stock Asphalt Concrete (CAE), which has as its differential the proposal to be stored in bulk or bagged and applied cold. The physical, volumetric and mechanical characterizations of three CAE samples from different manufacturers were performed to understand its composition and mechanical behavior. In addition, particle size evaluations were performed using Bailey and Dominant Aggregate Size Range (DASR) methodologies. The results showed that CAE mixtures did not meet the Brazilian standard requirements and presented different results than expected for a conventional asphalt concrete, indicating that it should not be approached as such. In addition, CAE did not meet the workability and volume parameters. The binder viscosity, dynamic modulus and Flow Number results indicated that one of the samples has high rigidity, which may be related to the aging of the asphalt binder and consequent stiffening of the mixture. Finally, it was found that CAE is aging during storage, which is not suitable for asphalt mixtures. Therefore, one concluded that CAE, without the adoption of production and application control criteria, cannot be used as a new surface course, and its application is limited only for maintenance works as blacktop.

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RESUMO O estudo dos parâmetros reológicos das pastas cimentícias pode fornecer informações importantes sobre o desempenho dos concretos frescos nos quais elas serão aplicadas. Nesse contexto, este trabalho visa estudar os efeitos da temperatura nos parâmetros reológicos de pastas cimentícias aditivadas com superplastificantes. Também é abordada a análise do efeito do tipo de cimento, bem como o estudo da ação de superplastificantes à base de policarboxilato considerando sua função e os seus teores na mistura. As pastas foram avaliadas pelo ensaio de mini-abatimento e os parâmetros de tensão de escoamento, viscosidade plástica e indicador de tixotropia foram estimados a partir do ensaio de reometria rotacional e aplicação dos modelos de fluidos de Bingham e Herschel-Bulkley. Os resultados indicaram que o aumento da temperatura levou a uma redução das tensões de escoamento, viscosidades plásticas e tixotropia das pastas. Efeito semelhante ocorreu após o incremento do teor de aditivo até a dosagem de saturação. Para as formulações com o aglomerante de maior teor de pozolana as tensões de escoamento e viscosidades plásticas foram superiores em até 80 e 70%, respectivamente. Os dados reológicos indicam que aditivos de diferentes funções (abertura, espalhamento e multifuncional), embora apresentem a mesma base, influenciam de forma distinta os parâmetros reológicos e plasticidade das pastas cimentícias.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The study of the rheological parameters of the cementitious pastes can provide important information on the performance of fresh concretes in which they will be applied. In this context, this paper aims to study the effects of temperature on the rheological parameters of cementitious pastes added with superplasticizers. It is approached the analysis of the effect of type of cement in pastes rheological behavior, as well as the study of the action of superplasticizers based on polycarboxylate considering its function and its contents in the mixture. The pastes were evaluated by the mini-slump test and the parameters of yield stress, plastic viscosity and thixotropy were estimated by the rotational rheometry test and application of Bingham and Herschel-Bulkley fluid models. The results indicated that the increase in temperature led to a reduction of the yield stresses, plastic viscosities and thixotropy of pastes. A similar effect occurred after increasing the admixture content up to the saturation content. For formulations with the binder of highest content of pozzolan, the yield stress and plastic viscosities were higher by up to 80 and 70%, respectively. The rheological data indicate that admixtures of different functions (spreading, maintenance and multifunctional), although having the same base, influence in a different way the rheological parameters and plasticity of cementitious pastes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work deals with the effect in fresh and hardened properties of nano-TiO2 as addition in cement-based mortars. Three commercial nano-TiO2 powders were characterized by laser granulometry, XRD, FRX, zeta potential, BET and SEM. Two cementitious mortars were produced with nano-TiO2, an industrialized and a non-industrialized type; then, these mortars were characterized by flowability, surface roughness, flexural strength and surface fracture. The results showed that the nano-TiO2 addition reduced the flowability in terms of spread on table of the mortars. For surface roughness, in the industrialized mortars, the nanoparticles resulted in a smoother surface, while in the non-industrialized mortars, the nanoparticles formed a rougher surface. For flexural strength, in the non-industrialized mortars, the higher the nanoparticles amount, the higher the strength, while in the industrialized mortars no tendency was verified. In addition, from SEM analysis, it was noted that the fracture of the samples presented a tortuous aspect and growth through the region between cement paste and aggregates.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Actualmente, la fabricación de películas delgadas de GaAs dopadas con Mn (GaAsMn) sobre Si (100), es un objeto de gran interés debido a su posible integración con la tecnología del silicio, generando un desarrollo significativo en la funcionalidad de los dispositivos optoelectrónicos y espintrónicos. En este trabajo, presentamos un estudio sistemático de la caracterización estructural, morfológica, óptica, y magnética de películas delgadas de GaAsMn preparadas por pulverización catódica R.F sobre un substrato de silicio (100), para temperaturas del crecimiento de 100 y 200 oC, respectivamente. A partir de los espectros Raman se identificaron los modos vibracionales, trasversal óptico (TO) y longitudinal óptico (LO) de GaAs, localizados en 290 cm-1 y 265 cm-1, respectivamente. Adicionalmente, se identificaron modos vibracionales de MnAs, debido a la substitucion de átomos de Ga por átomos de Mn en altas concentraciones. La segregación de Mn, fue corroborada mediante difracción de rayos-X, en donde se evidencian planos cristalinos en las direcciones (400) y (200) de GaAs policristalino, y planos cristalográficos pertenecientes a fases de Mn1+xAs. La morfología y el modo de crecimiento de las películas delgadas de GaAsMn/Si (100), se llevó a cabo mediante imágenes de microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM) tomadas sobre la superficie y en sección transversal, respectivamente. Finalmente, un análisis de las propiedades magnéticas de las películas delgadas de GaAsMn a partir de imágenes de microscopía de fuerza magnética (MFM), revelan la presencia de dominios magnéticos superficiales provenientes de MnAs. Concluimos que las propiedades físicas de las películas de GaAsMn dependen de las condiciones de crecimiento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Currently, the manufacture of thin films of GaAs doped with Mn (GaAsMn) on Si (100), is an object of great interest, due to its possible integration with silicon technology, generating a significant development in the functionality of the devices optoelectronics and spintronics. In this work, we present a systematic study of the structural, optical, morphological and magnetic characterization of GaAsMn thin films prepared by R.F sputtering on a Si (100) substrate, for growth temperatures of 100 and 200 oC, respectively. From Raman spectra, the transverse optical (TO) and longitudinal optical (LO) vibrational modes, located at 290 cm-1 and 265 cm-1 of GaAs were identified. Additionally, vibrational modes of MnAs were identified, due to the replacement of Ga atoms with Mn atoms in high concentrations. The segregation of Mn was bear out by X-ray diffraction, where crystalline planes are evidenced in the directions (400) and (200) of polycrystalline GaAs, and crystallographic planes belonging to the Mn1+xAs phases. The morphology and growth mode of the thin films of GaAsMn / Si (100), was carried out by means of atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) images, taken on the surface and in cross-section, respectively. Finally, an analysis of the magnetic properties of the GaAs thin films made from magnetic force microscopy (MFM) images, evidence surface magnetic domains formation, which depending on growth conditions. We concluded that, all properties of GaAsMn thin films are depending on growth conditions.

Resumo em Português:

RESUMO Os produtos têxteis, cada vez mais presentes em nosso dia-a-dia, geram uma grande quantidade de resíduos, sejam eles de forma sólida ou líquida. Dar o destino correto ou até mesmo transformar os resíduos sólidos é o novo desafio a ser enfrentado. Os resíduos sólidos, geralmente retalhos de tecidos, contém grande quantidade de compostos orgânicos, que podem ser carbonizados. Neste contexto, o principal objetivo do presente estudo foi a síntese de hidrocarvão utilizando resíduos têxteis. Os hidrocarvões formados podem ser utilizados como adsorventes de corantes, como o azul de metileno. A síntese de hidrocarvões utilizou uma razão resíduo/água de 3/80 massa (g) /volume (mL) a uma temperatura de 220 ºC. O tempo foi investigado entre 6 e 12 horas, sendo que este último obteve 71,2% de carbono, obtido por EDS e seguiu para caracterização por FTIR-ATR, DRX, MEV e pHpcz. O material proposto apresentou significativa capacidade de adsorção em meio básico, em torno de 72 mg.g-1. Os dados cinéticos obtidos foram melhor ajustados no modelo de pseudo segunda-ordem sugerindo que o processo de adsorção foi controlado por quimissorção, ocorrendo o compartilhamento ou troca de elétrons entre adsorvente e adsorvato. O modelo de Langmuir apresentou melhor correlação com os dados de equilíbrio. Os hidrocarvões sintetizados com resíduos têxteis apresentam, portanto, grande potencial em aplicações, visando à remoção de poluentes orgânicos de solução aquosa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Textile products, increasingly present in our daily lives, generate a large amount of waste, whether solid or liquid. Giving the right destination or even transforming solid waste is the new challenge to be faced. Solid waste, usually tissue scraps, contains a large amount of organic compounds that can be carbonized. In this context, the main objective of the present study was the synthesis of hydrochars using textile waste. The hydrochars formed may be used as dye adsorbents such as methylene blue. Hydrochars synthesis used a residue/water ratio of 3/80 mass (g)/volume (mL) at a temperature of 220 °C. The time was investigated between 6 to 12 hours, and in the latter there was 71.2% carbon, obtained by EDS, and followed for characterization by ATR-FTIR, XDR, SEM and pHzpc. The proposed material presented significant adsorption capacity in alkaline environment, around 72 mg.g-1. The kinetic data obtained were better adjusted in the pseudo second-order model suggesting that the adsorption process was controlled by chemissorption, with electron sharing or exchange between adsorbent and adsorbate. Langmuir model presented better correlation with equilibrium data. Hydrochars synthesized with textile waste therefore have great potential in applications, aiming at the removal of organic pollutants from liquid solutions.

Resumo em Português:

RESUMO Os painéis têm sido cada vez mais utilizados nas construções civis, rurais, entre outras, com destaque para os compensados pelo bom desempenho mecânico. Em muitas aplicações, os painéis podem estar sujeitos à ação de carregamentos cíclicos, e dessa forma, o conhecimento do efeito da fadiga é de fundamental importância. Todavia, as normas ABNT NBR ISO 2426 [12], NBR ISO 1096 [13], NBR 9489 [14] e NBR 9533 [15] que apresentam as classificações e os métodos de ensaios de painéis de madeira, não prescrevem requisitos para considerar o efeito da fadiga nas propriedades do material, o que motiva o desenvolvimento de pesquisas nessa temática. Este trabalho objetivou avaliar o efeito do número de ciclos de fadiga [NC] (0 - referência, 3600, 7200, 22500, 45000, 67500, 90000) para a frequência de oscilação igual a 1,0 Hz nos valores do módulo de elasticidade na flexão (MOE) de painéis comerciais de madeira compensada de eucalipto. Foram fabricados seis corpos de prova para cada número de ciclos, resultando em 36 amostras. Os resultados evidenciaram reduções significativas do MOE a partir de 22500 ciclos, implicando que 0, 3600 e 7200 ciclos forneceram resultados estatisticamente equivalentes. O modelo de regressão logarítmico mostrou ser o de melhor representatividade (R²=64,28%), apresentando-se como alternativa na previsão do decaimento do MOE para ciclos de fadiga superiores aos avaliados nessa pesquisa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The panels have been increasingly used in civil and rural buildings, among others, especially those plywood panels by good mechanical performance. In many applications, panels may be subject to cyclic loading, and thus, the knowledge of the effect of fatigue is of fundamental importance. However, the standards ABNT NBR ISO 2426 [12], NBR ISO 1096 [13], NBR 9489 [14] and NBR 9533 [15] which have the classifications and test methods for panels, do not consider the effect of fatigue in material properties, which motivates the development of researches in this area. The objective of this work was to evaluate the effect of the number cyclic fatigue load (NC) (0 - reference, 3600, 7200, 22500, 45000, 67500, 90000) for the oscillation frequency equal to 1.0 Hz in the bending modulus of elasticity (MOE) of commercial eucalyptus plywood panels. Six specimens were fabricated for each number of cycles, resulting in 36 samples. The results evidenced significant reductions of the MOE from 22500 cycles, implying that 0, 3600 and 7200 cycles provided statistically equivalent results. The logarithmic regression model was the most representative (R² = 64.28%), presenting as an alternative in the prediction of the MOE decay for fatigue cycles higher than those evaluated in this study.

Resumo em Português:

RESUMO Sílica organicamente modificada (abreviada por ormosil, em virtude da expressão inglesa “organically modified silicate”) pode ser empregada para imobilizar espécies químicas de interesse para aplicações como em sensores e dispositivos ópticos. Polioxometalatos (POMs) podem ser imobilizados aos poros da rede de ormosil para investigação de suas propriedades eletroativas uma vez que os mesmos são extensamente utilizados como eletrocatalisadores. Entretanto, poucos estudos exploraram atividades eletrocatalíticas de POMs imobilizados em redes de ormosil para herbicidas triazínicos, os quais são extensamente usados na agricultura e no cultivo de grãos e de cana-de-açúcar. Este trabalho descreve a atividade eletrocatalítica de um filme híbrido formado por uma sílica organicamente modificada (ormosil) por 3-cianopropiltrietóxissilano contendo o POM, ácido fosfomolíbdico, para o herbicida triazínico prometon. Experimentos de voltametria cíclica e de voltametria de pulso diferencial foram realizados usando como eletrólito suporte uma solução aquosa de ácido sulfúrico pH 1,0 e mostraram que o filme do ormosil híbrido depositado sobre eletrodo de ouro foi capaz de eletroreduzir prometon na faixa de concentração de 3,6 x 10-6 a 18 x 10-6 mol L-1. O potencial onde ocorreu a eletroredução do herbicida foi em torno de 0,0 V vs. Ag/AgCl, um valor menor do que aqueles encontrados na literatura como por exemplo + 0,75 V ou -1,0 V vs. Ag/AgCl. Com esses resultados, o filme aqui produzido pode ser usado para novas aplicações de interesse ambiental.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Organically modified silicate (whose abbreviation is ormosil) can be used to immobilize chemical species of interest for applications such as sensors and optical devices. Polyoxometalates (POMs) can be immobilized to the pores of the ormosil network to investigate their electroactive properties since they are widely used as electrocatalysts. However, few studies have explored the electrocatalytic properties of immobilized POMs in ormosil networks toward triazinic herbicides, which are extensively used in agriculture in the cultivation of grains and sugar cane. The work reported here describes the electrocatalytic activity of a hybrid film formed by an organically modified silica (ormosil) with 3-cyanopropyltriethoxysilane containing a POM, phosphomolybdic acid, toward prometon, a triazinic herbicide. Cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry experiments were performed using as supporting electrolyte an aqueous solution of sulfuric acid at pH 1,0 and showed that this hybrid ormosil film deposited on gold electrode electroreduced prometon in a concentration range of 3,6 x 10-6 to 18 x 10-6 mol L-1. The potential value where the herbicide reduction ocurred was around 0,0 V vs. Ag / AgCl, lower than those found in the literature as for example + 0,75 V or -1,0 V vs. Ag/AgCl. With these features, the resulting film can be used for novel applications of environmental interest.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The addition of nanomaterials to concrete allows structural modifications, improving their properties like mechanical strength and durability. Within these possible nanoscale materials is silica hydrosol (SH). There are many studies highlighting the influence of the surface area of SH particles on the pozzolanic reaction with cement, however little has been studied on the influence of percentage and particle size on the reaction. In this context, the objective of this work was to investigate the influence of the particle size distribution of silica nanoparticles on the pozzolanic reaction in cement pastes, from the comparison of 4 colloidal suspensions. The addition content of these particles, with different sizes, was defined as 3.00% (SH-A), 0.89% (SH-B), 0.77% (SH-C) and 0.32% (SH-D), to equalize the surface areas of all of them, so that the only variables were the percentage and particle size distribution of the silicas. The pozzolanic effect was evaluated by the direct method named Modified Chapelle test, and by indirect methods like Fourier transform infrared spectroscopy (FT IR), and mechanical strength tests. It was concluded that for the same surface area resulting from the addition of SH, the sample that presented the best performance was the CP SH-A, which presented the largest particle size and volume of addition. However, when analysing the relative performance, regarding the concentration of SH added to the paste, the CP SH-D sample obtained the highest mechanical resistance and the highest pozzolanic index. It showed that concentration and particle size, not just surface area, influenced the performance of the nanosilica pozzolanic reaction. The conclusions obtained in the present work allow a better understanding about the addition of SH in cementitious composites and how the content and particle size of such products impact their performance.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work aims the performance of concretes copper slag-added evaluated in fresh state by slump test and in hardened state by compression strength in 7 and 28 days of cement hydration, durability indexes as water absorption and binder efficiency by cement index. In fresh state, the results showed that the samples with copper slag presented lower slump than the reference sample. In hardened state, with 30% of copper slag addition, the compression strength was reduced only by 9% and 8% in comparison with the control series, for 7 and 28 days, receptively. Also, for 28 and 48 days of cement hydration, the water absorption showed lower values in the series with copper slag, indicating a beneficial performance of this waste in the cementitious matrix. Also, the binder efficiency was verified in the work. As the higher the slag in the mixture, lower was the cement consumption and, consequently, higher was the efficiency of the cement, resulting in a low increased in the cement index. The control series, at 28 days of cement hydration, achieved 11 kg•m-3•MPa-1 while the 30% copper slag-added series achieved 12 kg•m-3•MPa-1, which is only 9% higher than series with no consumption of copper slag, indicating a great performance of the copper slag in this cementitious matrix.

Resumo em Português:

RESUMO O presente estudo teve por objetivo investigar as propriedades físicas e mecânicas do concreto com a utilização dos finos da escória de aciaria BSSF em substituição parcial ao cimento Portland. O trabalho experimental contou com ensaios de caracterização físico-química da escória de aciaria BSSF, bem como caracterização das propriedades no estado fresco e endurecido dos concretos produzidos com a substituição de cimento por finos de escória de aciaria BSSF nos teores de 3%, 6% e 12%. As propriedades analisadas foram: massa específica, teor de ar incorporado, consistência, resistência à compressão nas idades de 7, 28 e 63 dias, módulo de elasticidade, resistência à tração por compressão diametral, índice de vazios e absorção de água. Todos os dados coletados foram analisados estatisticamente, empregando-se a Análise de Variância (ANOVA) e teste de comparação de médias de Tukey. Com os resultados obtidos, pode-se constatar que no estado fresco, para a mesma consistência, os concretos apresentaram maior demanda de aditivo e maiores valores de massa específica. No estado endurecido, os concretos apresentaram melhorias significativas na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Em relação à durabilidade, os concretos com maiores teores de substituição apresentaram os menores valores de absorção de água por imersão e índice de vazios.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The present study aimed to investigate the physical and mechanical properties of concrete with use of BSSF steel slag fines in partial replacement to Portland cement. The experimental work consisted of physical-chemical characterization tests of BSSF steel slag, as well as characterization of the properties in the fresh and hardened concrete state produced by the replacement of cement by BSSF steel slag fines at 3%, 6% and 12%. The properties analyzed were: specific mass, incorporated air content, consistency, compressive strength at the ages of 7, 28 and 63 days, modulus of elasticity, tensile strength, voids index and water absorption. All data collected were statistically analyzed using Analysis of Variance (ANOVA) and Tukey test. With the obtained results, it can be seen that in the fresh state, the concretes presented higher additive demand for same consistency and higher values of specific mass. In the hardened state, concretes showed significant improvements in compressive strength and modulus of elasticity. Regarding durability, concretes with higher replacement contents presented the lowest values of water absorption by immersion and voids index

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Activated carbons (AC) are high porosity and adsorptive carbonaceous materials. These adsorbents can be produced using different organic materials. Precursor material properties may impact their quality. This study aimed to produce activated carbon from Tectona grandis wood wastes, besides determining efficiency in adsorption of different pollutants. Chemical activation, with ZnCl2 (AC_ZnCl2) and CuSO4 (AC_CuSO4), and physical activation, with CO2 (AC_CO2) were performed. Activated carbons were characterized by FTIR, surface functional groups (Boehm) and surface area analysis. Moreover, ACs were tested regarding adsorption capacity of methylene blue (MB), phenol and Cr+6 ions in aqueous medium. Higher total pore volume (0.62 cm³ g-¹), micropore volume (0.31 cm³ g-¹) and surface area (524.50 m² g-¹) were obtained in AC_ZnCl2, which was also the most effective in MB and phenol adsorption. AC_CuSO4 obtained high adsorption capacity for phenol and presented functional groups different from the other AC. AC_CO2 was the second with better adsorption performance for all pollutants.

Resumo em Português:

RESUMO O “arranjo seco” de um composto cimentício pode ser definido como a relação mássica ou volumétrica entre os materiais secos que o constitui. Por meio da fixação da espécie de material componente deste arranjo e do processo de produção do composto cimentício, é possível analisar de forma mais clara o processo de dosagem de um composto cimentício qualquer. Para analisar o comportamento destes compostos pelas mudanças nas quantidades volumétricas dos seus componentes, tem-se os modelos básicos de empacotamento de partículas, como é o caso do Modelo de Empacotamento de Funk e Dinger. O presente artigo tem como finalidade analisar as propriedades no estado fresco (índice de consistência) e endurecido (absorção de água, massa específica e resistência à compressão axial) das argamassas produzidas a partir do modelo de empacotamento de partículas de Funk e Dinger. Neste modelo, as partículas de cimento foram consideradas como parte do “arranjo seco” (agregados), transformando em “matriz” (ou agente de separação) somente o volume de água, facilitando desta forma a definição do consumo de cimento. Os resultados demonstraram que é possível alcançar, pela alteração da quantidade volumétrica dos componentes, uma redução do consumo de cimento de aproximadamente 32% e ao mesmo tempo alcançar um aumento da resistência à compressão axial de aproximadamente 59%, juntamente com a redução da absorção e o aumento da massa especifica dos corpos de prova. Contudo, foi verificado um decréscimo significativo na trabalhabilidade das argamassas produzidas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The “dry arrangement” of a cementitious compound can be defined as the mass or volumetric relationship between the dry materials that constitute it. By fixing the kind of material that makes up this arrangement and the cement compound production process, it is possible to more clearly analyze the dosage process of any cement compound. To analyze the behavior of these compounds in regard to the changes in volumetric quantities of their components, it is known the basic particle packing models, such as Funk and Dinger Particle Packing Model. The present article aims to analyze the properties in fresh (consistency index) and hardened state (water absorption, specific mass and axial compressive strength) of mortars produced with the Funk and Dinger Particle Packing Model. In this model, the cement particles were considered as part of the “dry arrangement” (aggregates), assuming only the water volume as the “matrix” (or separation agent), thus simplifying the definition of cement consumption. Results demonstrated that it is possible to achieve, by changing the volumetric quantity of the components, a reduction in cement consumption of approximately 32% and at the same time achieve an increase in axial compressive strength of approximately 59%, a reduction in absorption and an increase in the specific mass of the specimens. However, a significant decrease in the workability of the produced mortars was verified.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT When using hemosorbent laminar flow, a large active area of sorbents is used, the trauma of the blood corpuscles decreases dramatically, the ash content of the saline solution is absent. One of the methods of solving environmental problems is to develop various materials based on industrial waste. In the article, the method of obtaining carbonized rice husks is described, the adsorption capacity for methylene blue was measured for the obtained sample, the morphological structure was examined, comparative analysis with analogs was carried out. The authors carried out research work, such as collecting information, selecting methods, conducting analysis, processing the results. Granular hemosorbents that have been used until recently penetrate the blood-forming elements, creating a mechanism for thrombosis that violates the integrity of the erythrocyte membrane.

Resumo em Português:

RESUMO A busca por materiais alternativos que apresentem potencial para beneficiar as propriedades das argamassas está cada vez maior. A utilização de agregados leves é uma possibilidade que gera redução no peso próprio dos revestimentos e tendem a proporcionar grandes vantagens quanto ao isolamento térmico e acústico. Portanto, o objetivo deste trabalho é analisar o uso da vermiculita expandida nas propriedades mecânicas de argamassas leves. O procedimento experimental iniciou com a caracterização dos materiais e a produção das argamassas com proporções em volume de 1:1:6 (cimento: cal: areia) com substituições em volume de 25, 35 e 45% da areia pela vermiculita expandida, e em seguida ensaios no estado fresco (consistência, densidade e retenção de água) e no estado endurecido (densidade, resistência à compressão, módulo de elasticidade e resistência de aderência). Os resultados mostraram que a incorporação de vermiculita expandida diminui o fator água/aglomerantes, reduzindo a densidade de massa no estado fresco e endurecido. A retenção de água diminui para os teores de substituição de 25 e 35% e aumenta para 45% de substituição. A resistência de aderência é aumentada, ao passo que a resistência à compressão e o módulo de elasticidade é reduzida. Portanto, o uso da vermiculita expandida em argamassas de revestimento apresenta grande potencial de substituição parcial ao agregado natural, para a elaboração de argamassas leves.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The search for alternative materials with the potential to benefit the properties of the mortar is growing. The use of lightweight aggregates is a possibility that generates reduction in the weight of the coating itself and tend to provide great advantages as regards the thermal and acoustic insulation. Therefore, the objective of this study is to analyze the use of expanded vermiculite in the mechanical properties of light mortars. The experimental procedure started with the characterization of the materials and the production of mortars with proportions in volume of 1: 1: 6 (cement: lime: sand) with substitutions in volume of 25, 35 and 45% of the sand for the expanded vermiculite, and in then testing the fresh state (consistency, density and water retention) and in the hardened state (density, compressive strength, modulus of elasticity and adhesive strength). The results showed that the incorporation of expanded vermiculite decreases the water / binders factor, reducing the mass density in the fresh and hardened state. Water retention decreases for substitution levels of 25 and 35% and increases to 45% substitution. The bond strength is increased, while the compressive strength and the modulus of elasticity is reduced. Therefore, the use of expanded vermiculite in coating mortars has great potential for partial replacement to the natural aggregate, for the preparation of light mortars.

Resumo em Português:

RESUMO Na atualidade, os resíduos de mineração vem sendo considerados como matéria prima nos programas de sustentabilidade ambiental, com o objetivo de minimizar os impactos decorrentes da atividade mineradora. Diante disso, o presente trabalho propõe analisar os resíduos de mineração de pegmatito para uso em agregado para concretos. As amostras foram caracterizadas petrograficamente, segundo seu potencial reativo à Reação Álcali-Agregado sob a norma ABNT 15577-3 e foram realizados ensaios para avaliação dos índices físicos e da resistência mecânica. Verificou-se entre as amostras de pegmatitos que duas delas obtiveram inocuidade para a reação álcali-agregado, por conter teores de fases deletéreas à RAA abaixo do limite aceitável pela norma. Entretanto, as demais amostras apresentaram potencial reatividade à RAA, por conter ora quartzo deformado, ora ambas as fases deletéras identificadas de acordo com a norma utilizada: quartzo deformado e microgranular. Os valores de resistência mecânica assumiram valores abaixo dos valores médios apresentados pela literatura consultada. Esse fato se justifica pelo grau de alteração observado nas amostras estudadas. Comprovou-se que os resíduos de lavra foram submetidos às ações intempéricas, tendo como resultado uma queda nos valores de resistência mecânica esperados. Considerando os índices físicos, as amostras apresentaram bons resultados no que diz respeito à capacidade de absorção de umidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Currently, mining waste has been take an important role as a raw material in environmental sustainability programs, with the objective of minimizing the impacts resulting from mining activity. Given this, this research proposes to analyze pegmatite mining waste for use in aggregate for concrete. The samples were petrographically characterized according to their reactive potential to the Alkali-Aggregate Reaction under standard ABNT 15577-3 and tests were performed to evaluating the physical indexes and mechanical strength. It was found among the dimensions of pegmatites that two of them shows innocuous for alkali-aggregate reaction, because it contains levels of deleterious phases for RAA below the limit acceptable by the norm. Though, the other samples showed potential reactivity to RAA, because either contains deformed quartz, or both deleterious phases identified according to the standard used: deformed quartz and microgranular. The mechanical resistance assumed values below the average values presented by the consulted literature. This fact is justified by the degree of alteration observed in the studied samples. Mining residues were found to have been subjected to weathering, resulting in a drop in expected mechanical strength values. Considering the physical indexes, the samples showed good results regarding the moisture absorption capacity.

Resumo em Português:

RESUMO Os impactos negativos causados pela construção civil ao meio ambiente são motivados principalmente pela demanda de recursos naturais. A indústria do cimento se destaca por ser responsável por cerca de 5% das emissões mundiais de CO2. Estratégias vêm sendo utilizadas para reduzir essas emissões, como o aumento no desempenho do ligante a partir da redução do teor deste na produção de concreto, através de métodos de dosagem com o empacotamento de partículas. Nesse sentido, o objetivo do estudo consistiu em avaliar o comportamento do concreto com baixo teor de cimento, e adição de Cinza de Biomassa Vegetal (CBV), exposto a sulfato de sódio. Foi realizado um estudo experimental caracterizando os materiais envolvidos, uma avaliação das alterações dimensionais de corpos de provas de argamassa e análise da fissuração das peças, testes físicos e mecânicos em concreto, submetidos a dois processos de cura (solução de sulfato de sódio ou em cura convencional). O traço foi desenvolvido com o auxílio do software de empacotamento EMMA e planilha presente na literatura, onde reduziu-se o teor de cimento em 10, 15 e 20% em massa, substituindo por CBV. O material de referência apresentou significativa redução na expansão ao ser exposto à solução de sulfato quando comparado às amostras submetidas à cura convencional. Quanto às misturas acrescidas de CBV, essas apresentaram uma redução de resistência para cura convencional e melhor comportamento quando expostas ao meio agressivo de sulfato, tanto em resistência como em expansão para os traços de 10 e 15% de redução do cimento, sendo esta última considerada eficiente para meios agressivos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The negative impacts caused by civil construction to the environment are motivated mainly by the demand for natural resources. The cement industry stands out for being responsible for about 5% of global CO2 emissions. Strategies have been used to reduce these emissions, such as increasing the performance of the binder by reducing its content in the production of concrete, through dosing methods with the particle packing. In this sense, the objective of the study was to evaluate the behavior of low-cement concrete, and addition of Plant Biomass Ash (PBA), exposed to sodium sulfate. An experimental study was carried out characterizing the materials used, an evaluation of the dimensional changes of mortar specimens and analysis of the cracking of the pieces, physical and mechanical tests on concrete submitted to two curing processes (sodium sulfate solution or conventional curing). The mix was developed with the aid of the EMMA packaging software and spreadsheet available in the literature, in which the cement content was reduced by 10, 15 and 20% by weight, replacing with PBA. The reference material showed a significant reduction in expansion when exposed to sulfate solution compared to samples submitted to conventional curing. As for mixtures added with PBA, they showed a reduction in strength when exposed for conventional curing and better behavior when exposed to the aggressive sulfate medium, both in strength and in expansion for the mixes with 10 and 15% cement reduction, the latter being considered efficient for aggressive environments.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho foi analisada a microestrutura do concreto pigmentado com e sem resíduos de borracha, por meio do microscópio eletrônico de varredura, visando sua aplicação na fabricação de pisos intertravados. Verificou-se que o concreto de referência (sem borracha) apresentou pasta densa e compacta e de acordo com o aumento do teor de borracha no concreto, observou-se a tendência da crescente porosidade e número de vazios na pasta de cimento, aparecimento de microfissuras e zona de transição acentuada entre os agregados e a pasta, com exceção para o traço contendo 5% de borracha. Estas análises possibilitaram um melhor entendimento do comportamento mecânico desses concretos. O aglomerante empregado foi o cimento Portland branco estrutural. Objetivando atribuir ao piso intertravado mais uma vantagem arquitetônica e estética empregou-se um pigmento do tipo inorgânico a base de óxidos de ferro e cromo de tonalidade azul. O resíduo de borracha utilizado em substituição parcial ao agregado miúdo (areia natural) foi proveniente do processo de recauchutagem de pneus, e adicionado ao concreto nas seguintes proporções 2,5%, 5,0%, 10%, 20%, 30% enquanto o teor de pigmento foi mantido constante, sendo 6% em relação à massa de cimento. Com relação aos ensaios mecânicos, os resultados indicaram que, para os traços contendo 2,5% e 5,0% de resíduos de borracha a norma ABNT NBR 9781:2013 é atendida com relação à resistência característica à compressão aos 28 dias (maior ou igual a 35 MPa), fato que não aconteceu para os traços com 10%, 20%, 30%. Considerando as composições do concreto estudadas nesta pesquisa, pode-se afirmar que o emprego de resíduos de borracha como substituto parcial da areia é uma alternativa de reciclagem do produto que agregada muito ao meio ambiente e evita o descarte inadequado deste passivo ambiental.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work the microstructure of pigmented concrete with and without rubber residue was analyzed by scanning electron microscope, aiming its application in the manufacture of interlocking block. It was verified that the reference concrete (without rubber) presented dense and compact paste and according to the increase of the rubber content in the concrete, the tendency was observed to increase the porosity and number of voids in the cement paste, appearance of cracks and zone of sharp transition between aggregates and paste, except for the trace containing 5% rubber. These analyzes allowed a better understanding of the mechanical behavior of these concretes. The binder employed was structural white Portland cement. In order to give the interlocking block another architectural and aesthetic advantage, an inorganic type pigment based on iron oxides and blue chrome was used. The rubber residue used as a partial replacement for fine aggregate (natural sand) came from the tire retreading process and was added to the concrete in the following proportions 2.5%, 5.0%, 10%, 20%, 30% while the pigment content was kept constant, being 6% in relation to the cement mass. Regarding the mechanical tests, the results indicated that, for the traces containing 2.5% and 5.0% of rubber residues, the ABNT NBR 9781:2013 standard is attended with respect to the characteristic compressive strength at 28 days (greater than or equal to 35 MPa), which did not happen for the traces with 10%, 20%, 30%. Considering the concrete compositions studied in this research, it can be stated that the use of rubber waste as a partial substitute for sand is an alternative for recycling the product which adds a lot to the environment and avoids the inappropriate disposal of this environmental liability.

Resumo em Português:

RESUMO O setor da construção civil é responsável por consumir grande parte dos recursos naturais existentes. Neste contexto, a necessidade de estudos relativos à viabilização do uso de materiais alternativos na produção de adições de compósitos cimentícios tornam-se relevantes. A crescente e intensa taxa de geração de resíduos de elementos e processos ligados à construção civil aos longos dos anos justifica esta pesquisa. O uso destes finos em adição e/ou substituição ao cimento no preparo de argamassas e concretos, tem sido considerado uma alternativa viável, no que diz respeito aos benefícios ambientais, econômicos, ganho de propriedades mecânicas e aumento de durabilidade. Portanto, este estudo busca a valorização dos resíduos da indústria cerâmica, através da produção de argamassas com substituições parciais de 10 e 20% do cimento por Resíduo de Polidora (RP) e Resíduo de Polidora e Retífica (RPR) para dois tipos de cimento, CP II F 32 e CPV ARI, respectivamente. O efeito da substituição para cada tipo de cimento pelo RP e RPR, a influência do tipo de resíduo e a porcentagem de substituição foram analisadas para as propriedades frescas e endurecidas das argamassas. As argamassas produzidas com RP e RPR apresentaram menor fluidez, necessitando da utilização de aditivo quando comparada com as preparadas somente com cimento. A resistência à compressão das argamassas, respectivamente, obtidas com resíduos de RP e RPR, apresentaram comportamento superior e/ou igual a argamassa de referência. Os resultados superiores obtidos nas propriedades mecânicas das argamassas produzidas com RP e RPR estão relacionados natureza pozolânica do resíduo, a interface da pasta e areia na mistura.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The civil construction sector is responsible for consuming a large part of the existing natural resources. In this context, the need for studies regarding the feasibility of using alternative materials in the production of cementitious composite additions becomes relevant. The growing and intense rate of waste generation of elements and processes linked to civil construction over the years justifies this research. The use of these fines in addition and / or substitution to cement in the preparation of mortars and concretes, has been considered a viable alternative, with regard to environmental, economic benefits, gain of mechanical properties and increased durability. Therefore, this study seeks the valorization of the residues of the ceramic industry, through the production of mortars with partial substitutions of 10 and 20% of cement by Polishing Residue (RP) and Polishing and Grinder Residue (RPR) for two types of cement, CP II F 32 and CPV ARI, respectively. The effect of substituting for each type of cement with RP and RPR, the influence of the type of residue and the percentage of substitution were analyzed for the fresh and hardened properties of mortars. Mortars produced with RP and RPR showed less fluidity, requiring the use of additives when compared to those prepared only with cement. The compressive strength of mortars, respectively, obtained with residues of RP and RPR, presented a behavior superior and / or equal to the reference mortar. The superior results obtained in the mechanical properties of mortars produced with RP and RPR are related to the pozzolanic nature of the residue, the interface of the paste and sand in the mixture.

Resumo em Português:

RESUMO Os resíduos agroindustriais são materiais alternativos de baixo custo e possuem um grande potencial como adsorvente de poluentes. Partindo desse princípio, o presente estudo avaliou o potencial da fibra do sisal como adsorvente de corante têxtil. Antes de proceder com os ensaios de adsorção, foram realizados estudos de cinética de secagem da fibra do sisal nas temperaturas de 60 °C e 80 °C. Na ocasião, o menor tempo do equilíbrio de secagem foi alcançado em 180 min na temperatura de 80°C. Com o intuito de alcançar melhores resultados, os dados de secagem foram ajustados aos modelos de Page, Henderson e Pabis, Newton O’Callaghan, Logarítmico e Midilli. Os resultados mostraram que o modelo de Midilli mostrou-se o mais adequado para o processo em ambas as temperaturas. Quanto aos ensaios de adsorção, eles foram realizados em banho finito em que, se utilizou 25 ml da solução com corante, 0,25 g da fibra do sisal e agitação de 120 rpm. No estudo da adsorção, aplicou-se um planejamento fatorial 2³ para avaliar a influência da concentração do corante, da temperatura de secagem e do tempo de contato no processo de adsorção. Os resultados das análises estatística do planejamento fatorial 2³, mostraram que todas as variáveis de controle estudadas influenciam o processo de adsorção. Os maiores valores das variáveis q (mg.g-1) e Remoção (%) foram 3,23 mg.g-1 e 64,52 % respectivamente. Partindo dos efeitos significativos, foi possível conceber modelos empíricos para as variáveis dependentes, já que, todas apresentaram significância estatística para um nível de confiança de 95 %. Os coeficientes de determinação para os modelos empíricos foram, 99,64 % e 96,44 % respectivamente. Diante dos resultados obtidos, as fibras do sisal se mostraram como um excelente adsorvente alternativo, para o tratamento de águas residuárias, contendo corante têxtil.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Agroindustrial waste is a low cost alternative material and has great potential as a pollutant adsorbent. Based on this principle, the present study evaluated the potential of sisal fiber as a textile dye adsorbent. Prior to the adsorption tests, drying kinetics studies of the sisal fiber were performed at temperatures of 60 ° C and 80 °C. At the time, the shortest drying balance time was reached in 180 min at 80 °C. In order to achieve better results, the drying data were adjusted to Page, Henderson and Pabis, Newton O’Callaghan, Logarithmic and Midilli models. The results showed that the Midilli model was the most suitable for the process at both temperatures. As for the adsorption tests, they were performed in a finite bath in which 25 ml of the dye solution, 0.25 g of sisal fiber and agitation of 120 rpm were used. In the adsorption study, a 2³ factorial design was applied to evaluate the influence of dye concentration, drying temperature and contact time on the adsorption process. The results of the statistical analysis of the 2³ factorial design showed that all control variables studied influence the adsorption process. The highest values of the variables q (mg.g-1) and Removal (%) were 3.23 mg.g-1 and 64.52 % respectively. From the significant effects, it was possible to conceive empirical models for the dependent variables, since all presented statistical significance for a confidence level of 95 %. The determination coefficients for the empirical models were 99.64 % and 96.44 % respectively. In view of the results obtained, the sisal fibers proved to be an excellent alternative adsorbent, for the treatment of wastewater, containing textile dye.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho, híbridos Ni/Carbono foram preparados em duas etapas (carbonização hidrotérmica e tratamento térmico a 900 °C sob argônio) a partir de diferentes fontes de carbono: glicose, amido e celulose. Eletrocatalisadores PtRu/C foram preparados pelo método da redução por álcool utilizando os híbridos como suportes. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia por energia dispersiva de raios-X (EDX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), isotermas de B.E.T., difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e voltametria cíclica em meio ácido. A eletro-oxidação do metanol foi estudada por cronoamperometria. O eletrocatalisador PtRu/C preparado utilizando o híbrido sintetizado a partir da celulose apresentou uma eletroatividade levemente superior aos demais materiais obtidos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, Ni/Carbon hybrids were prepared in two steps (hydrothermal carbonization and thermal treatment at 900 °C under argon atmosphere) using different carbon souces: glucose, starch and cellulose. PtRu/C electrocatalysts were prepared by an alcohol-reduction process using the hybrids as support. The materials were characterized by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), B.E.T isotherms, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and cyclic voltammetry (CV) in acidic medium. The electro-oxidation of methanol was studied by chronoamperometry. The PtRu/C electrocatalyst prepared using the hybrid synthesized from cellulose showed an electroactivity slightly superior compared to other obtained materials.

Resumo em Português:

RESUMO Estudos que abordam os parâmetros tecnológicos da madeira de amplo uso, como Eucalyptus grandis, são fundamentais, uma vez que seu uso e exploração adequados dependem dessas características. Atualmente, o implante dessa espécie foi ampliado e o espaçamento é um fator determinante. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o espaçamento das plantas e a variação radial na flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis. Para a condução do experimento, foram amostradas seis árvores para cada espaçamento: 2,0 x 1,0 m, 3,0 x 1,0 e 0 x 1,5 m, totalizando 18 indivíduos aos sete anos de idade. Posteriormente, o primeiro registro de cada amostra foi seccionado em placas radiais e depois transformado em corpos de prova, identificados em intervalos regulares na direção da casca da medula, com dimensões de 2,5 x 2,5 x 41,0 cm, para realizar o teste de flexão estática mecânica, seguindo as recomendações da ASTM D-143. Os resultados da resistência mecânica mostraram uma variação na direção da casca da medula, onde os maiores valores de Módulo de Elasticidade (MOE), Módulo de Ruptura (MOR) e Tensão do Limite Proporcional (TPL) estavam próximos da casca. No entanto, o espaçamento não alterou o MOE, MOR e TLP do material submetido à flexão estática. Assim, apenas a posição radial influencia na qualidade da madeira. Os valores das propriedades mecânicas estudadas tiveram um aumento no sentido medula-casca, sendo mais acentuados na região próxima a casca.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Studies that approach the technological parameters of wood with wide use, such as Eucalyptus grandis, are fundamental, since their suitable use and exploitation are dependent on these characteristics. Currently, this species implantation has been expanded and the spacing is a determining factor. Therefore, the aim of present study was to evaluate the plant spacing and radial variation in static bending of Eucalyptus grandis wood. For the experiment conduction, six trees were sampled for each spacing: 2.0 x 1.0 m, 3.0 x 1.0 m and 3.0 x 1.5 m, totalizing 18 specimen at seven years old. Subsequently, the first log of each sample was sectioned into radial boards and then made into test specimens, which were identified at regular intervals in the pith-bark direction, with dimensions of 2.5 x 2.5 x 41.0 cm, to perform the mechanical static bending test, following the ASTM recommendations. The mechanical resistance results showed a variation in the pith-bark direction, where the highest MOE, MOR and TPL values were near to the bark. However, the spacing did not change the modulus of elasticity, modulus of rupture and tension on proportional limit of the material subjected to static bending. Thus, only the radial position influences in the wood quality. The values of the studied mechanical properties had an increase in the pith-bark direction, being more accentuated in the region near the bark.

Resumo em Português:

RESUMO Os biomateriais metálicos à base de titânio e suas ligas são largamente aplicados em implantes nas áreas de odontologia e medicina. Dentre os diversos fatores favoráveis à sua ampla utilização na medicina regenerativa, destacam-se suas propriedades mecânicas e, sobretudo, físico-químicas. Essas últimas, além de serem inerentes à superfície desse material, conferem biocompatibilidade ao mesmo em meio fisiológico. De acordo com a literatura, o composto responsável por essas propriedades é o filme de dióxido de titânio (TiO2) passivado naturalmente em sua superfície. Com o intuito de melhorar a biofuncionalidade dessa superfície, a comunidade científica vem estudando formas de ativar a camada passivada de TiO2 através de tratamento eletroquímico anódico. Neste trabalho, a liga Ti6Al4V teve as características de seu filme de TiO2 modificadas através desse processamento com o objetivo de se verificar aspectos como espessura e morfologia do filme formado, sua microdureza e sua rugosidade. No processo eletroquímico anódico, foram controlados os parâmetros de tempo de processamento, concentração do eletrólito e diferença de potencial. A caracterização físico-química envolveu análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com Espectroscopia de Energia dispersiva (EDS), Difração de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX). A caracterização mecânica envolveu avaliação da Microdureza Vickers, rugosidade, medição de espessura e porosidade da camada formada. Essas avaliações mostraram que filmes mais espessos e porosos foram obtidos sob maiores concentrações do eletrólito e maior tempo de processamento. A rugosidade também sofreu maior influência com o aumento da concentração eletrolítica e com o aumento da diferença de potencial. Já a Microdureza Vickers sofreu influência inversamente proporcional a esses parâmetros.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The biomaterials based on titanium and their respective alloys are still widely applied as implants in dentistry and medicine fields. Among the many factors propitious to its wide use in regenerative medicine, its mechanical and, above all, its physicochemical properties are highlighted. The latter, besides being inherent to surface of this material, confer biocompatibility to it in physiological environment. According to the literature, the compound responsible for these properties is the naturally passivated titanium dioxide (TiO2) layer on its surface. In order to improve the bio-functionality of this surface, the scientific community has been studying ways to activate the passivated TiO2 layer through anodic electrochemical treatment. In this work, Ti6Al4V alloy had the characteristics of its TiO2 film modified through this processing in order to verify aspects such as the thickness of the formed layer, its porosity, its micro-hardness and its roughness. In the anodic electrochemical process, parameters of processing time, electrolyte concentration and voltage were controlled. The physicochemical characterization involved Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X Ray Diffraction (XRD) and X Ray Fluorescence (FRX). The mechanical characterization involved evaluation of Vickers Micro-hardness, roughness, thickness and porosity measurement of the formed layer. These evaluations showed that thicker and porous films were obtained under higher electrolyte concentrations and longer processing time. Roughness was also influenced by increasing electrolyte concentration and the voltage increase. Vickers Micro-hardness, on the other hand, was influenced inversely proportional to these parameters.

Resumo em Português:

RESUMO O desempenho de aditivos plastificantes está diretamente relacionado com as características da molécula empregada na sua fabricação e, nesse caso, varia de acordo com a sua procedência. Neste contexto, o objetivo deste estudo é avaliar o desempenho de quatro aditivos comerciais à base de policarboxilato em pastas de cimento Portland com baixas relações água/cimento. Os aditivos foram caracterizados por meio de ensaios de teor de sólidos e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier. Já o desempenho dos aditivos nas pastas foi avaliado pelos ensaios de mini-abatimento, teor de ar incorporado, resistência à compressão aos 28 dias e termogravimetria. Para ambas as relações a/c avaliadas, os quatro aditivos apresentaram espalhamentos diferentes para um mesmo teor de sólidos utilizado. Também se constatou que diferentes tipos de aditivos ocasionaram alterações distintas nos períodos de indução, bem como, diferentes incorporações de ar, que acarretaram diferentes resistências à compressão das pastas, de maneira que a maior resistência à compressão pode ser atribuída ao menor teor de ar incorporado. Estes resultados podem ser explicados porque o desempenho do aditivo está associado ao tamanho da sua molécula, cadeias laterais, peso molecular e a adsorção da molécula nos compostos químicos do cimento. Verificando que mesmas bases químicas de aditivos (policarboxilatos) resultam em diferentes comportamentos de misturas cimentícias, ressalta-se que é de suma importância o teste prévio de compatibilidade entre o cimento Portland e o aditivo químico que será utilizado na produção da matriz cimentícia.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The performance of dispersing admixtures is directly related to the characteristics of the utilized molecule and it can vary according from the original. In this context, the objective of this study is to evaluate the performance of four commercial polycarboxylate-based in Portland cement pastes with low w/c ratio. The admixtures were characterized through tests of solids content and Fourier Transform Infrared Spectroscopy. The performance of the admixtures in the pastes was evaluated by the mini-slump test, as well as by the air void content, compressive strength at 28 days and thermogravimetry. For both a / c ratios evaluated, the four additives showed different spreadings for the same solids content used. It was also found that different types of additives caused different changes in the induction periods, as well as different air incorporations, which resulted in different compressive strengths of the pastes, so that the greatest compressive strength can be attributed to the lowest content of incorporated air. These results can be explained because the performance of the additive is associated with the size of its molecule, side chains, molecular weight and the adsorption of the molecule in the chemical compounds of cement. Noting that the same chemical bases of additives (polycarboxylates) result in different behaviors of cement mixtures, it is emphasized that the prior compatibility test between Portland cement and the chemical additive that will be used in the production of the cement matrix is of paramount importance.

Resumo em Português:

RESUMO É cada vez mais frequente a busca de novas misturas e materiais que venham a melhorar as propriedades das argamassas de revestimento e consequentemente seu desempenho em serviço, assim sendo, as fibras sintéticas surgem como uma possibilidade de um novo material a ser utilizado na composição das misturas. O estudo tem por objetivo a análise do comportamento das argamassas de revestimento com a incorporação de diferentes teores de fibras de polipropileno e de nylon. O programa experimental foi baseado na incorporação de 500, 900 e 1300 g/m³ de fibras de polipropileno e nylon em uma argamassa de referência com traço de 1:0,5:5 (cimento:cal:areia). Como parâmetro, foi fixada a quantidade de água utilizada em todas as argamassas produzidas, sendo acrescentado um aditivo plastificante quando necessário. Desta forma, este trabalho teve como objetivo analisar a influência da incorporação de diferentes teores de fibras de polipropileno e de nylon nas características físicas e propriedades mecânicas de argamassas em seu estado endurecido. Para tal, foram realizadas as análises de resistência à tração na flexão, resistência à compressão, módulo de elasticidade, dinâmico e estático, absorção de água por capilaridade e análise das características através de microscopia eletrônica por varredura. Os resultados indicam que as argamassas com incorporação de fibras de nylon apresentaram maiores valores de resistência à tração na flexão, compressão axial e menores valores de absorção de água por capilaridade. A análise das imagens obtidas pela microscopia das argamassas demonstrou que as argamassas com inserção de polipropileno apresentaram maior porosidade que as argamassas com adição de nylon. As argamassas com incorporação de fibras de polipropileno apresentaram menores valores de módulo de elasticidade dinâmico e estático, o que indica que estas argamassas possuem uma boa capacidade de sofrer deformações.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The search for new mixtures and materials that will improve the properties of coating mortars and consequently their performance in service is becoming more and more frequent, thus synthetic fibres appear as a possibility for a new material to be used in the composition of mixtures. The study aims at analyzing the behavior of coating mortars with the incorporation of different contents of polypropylene and nylon fibers. The experimental program was based on the incorporation of 500, 900 and 1300 g/m³ of polypropylene and nylon fibers in a reference mortar with a trace of 1:0.5:5 (cement:lime:sand). As a parameter, the amount of water used in all mortars produced was fixed and a plasticizer additive was added when necessary. Thus, this work aimed to analyze the influence of the incorporation of different contents of polypropylene and nylon fibers on the physical characteristics and mechanical properties of mortars in their hardened state. For this purpose, analyses of tensile strength in bending, compression strength, modulus of elasticity, dynamic and static, capillary water absorption and analysis of characteristics by scanning electron microscopy were performed. The results indicate that the mortars with incorporation of nylon fibers presented higher values of tensile strength in bending, axial compression and lower values of water absorption by capillarity. The analysis of the images obtained by the microscopy of the mortars showed that the mortars with polypropylene insertion showed greater porosity than the mortars with nylon addition. The mortars incorporating polypropylene fibers showed lower values of dynamic and static modulus of elasticity, which indicates that these mortars have a good capacity to suffer deformation.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo principal deste trabalho é avaliar o impacto da formulação de diferentes composições granulométricas nas propriedades mecânicas e funcionais de misturas asfálticas densas, a partir dos métodos denominados tentativa, teórico e controlado. O primeiro é especificado pelos órgãos rodoviários oficiais brasileiros para a produção de misturas asfálticas, em que o objetivo é enquadrar as curvas granulométricas formuladas em faixas limítrofes estabelecidas nas diretrizes normativas. Quanto ao método teórico, também denominado racional, compreende a seleção discretizada dos diâmetros de partículas, permitindo assim controlar com precisão a distribuição dos percentuais granulares, dispensando o uso de faixas granulométricas, a partir das equações de Füller-Talbot. O método controlado trata-se de uma adaptação realizada nesta pesquisa, em que foi procedido o fracionamento individual das partículas granulares previstas na formulação por tentativa, porém, respeitando a mesma série de peneiras e os percentuais de distribuição originalmente adotados. Para tanto, foram caracterizados e utilizados granulares de origem gnáissica provenientes de jazida localizada na região metropolitana de Joinville/SC, bem como o ligante asfáltico de classificação por penetração 50/70 (0,1mm) fornecido por refinaria localizada em Paulínia/SP. Foram testadas as propriedades mecânicas de habilidade de compactação com a prensa de compactação por cisalhamento giratório (PCG), resistência à ação deletéria da água no ensaio de Duriez a 18ºC, e resistência à deformação permanente, enquanto as propriedades funcionais como macrotextura e tempo de escoamento superficial da água foram avaliadas pelos ensaios de altura de mancha de areia e drenabilidade. Os resultados obtidos indicam que o método de formulação teórico é mais eficiente que os demais estudados, em razão de apresentar os melhores indicadores mecânicos e funcionais em todos os parâmetros avaliados, e que o método por tentativa demonstrou ser o mais precário tecnicamente, devendo ser substituído por uma metodologia mais científica e acurada no Brasil.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The main aim of this manuscript is to evaluate the impact of the formulation of aggregate gradations on the mechanical and functional properties of dense asphalt mixes, comprising methodologies so-called by trial, theoretical and controlled. The first is standardized by Brazilian official road departments for producing asphalt mixes, in which the goal is to fit formulated gradation curves into the thresholds of gradation bands. With regards to the theoretical method, also named rational, it comprises a discrete selection of particle diameters in sieving plants, allowing to control precisely the percent distribution of the grains, without the need to consider gradation bands, by using Füller-Talbot equations. The controlled method means an adjustment performed in that research, in which was proceeded the individual fractioning of the granular particles predicted to by trial formulation, however, maintaining the same sieve sequence and the percent distribution originally adopted. They were characterized and used granular particles provided by gneissic crushed massive rock located in the metropolitan region of Joinville/SC and bituminous binder 50/70 (0.1mm) penetration supplied by a refinery placed in Paulínia/SP. They were tested mechanical properties such as compacting ability with Compacting Shear Press, resistance to deleterious action of water in Duriez test at 18ºC and to rutting, while functional properties as macrotexture and surface run-off time were evaluated by sand path height and drainability tests. The results obtained indicate the theoretical method is more efficient than the others studied, due to have presented the best mechanical and functional indicators in all evaluated parameters, while the method by trial proved to be the worst technically, and should be replaced by a more scientific and accurate methodology in Brazil.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Adobe is an earthen-based material that consists of the use of a clayey soil and, most of the times, straw fibres to manufacture blocks that are afterwards sundried. This study reviews the use of three types of fibres: vegetal, industrial and animal, for the manufacture of adobe blocks. Overall, all the fibres increase at least one order of magnitude the impact strength of plain adobe blocks and reduced the shrinkage cracking of adobe plasters in at least 50% with respect to plain adobe. Compressive and flexural strength average values were not increased nor decreased by the addition of fibres. The intrinsic variability of the mechanical properties of plain adobe persists with any of the fibres tested in this study. Based on the findings of this study, we recommend using jute fibres with a dosage of 0.5% and a length of 30 mm.

Resumo em Português:

RESUMO Conhecer as propriedades do concreto é determinante para um dimensionamento seguro e eficiente, sobretudo em um cenário marcado pela adoção de elementos estruturais cada vez mais esbeltos e vãos cada vez maiores. Quando não determinados experimentalmente, os módulos estáticos de deformação dos concretos nacionais são estimados pelas equações contidas na ABNT NBR 6118. Em 2014, tais equações sofreram mudanças significativas. Novos coeficientes foram inseridos e, além da resistência característica à compressão do compósito, a natureza do agregado graúdo passou a ser considerada. Vale, porém, discutir o quão representativos têm sido, na prática, as equações empregadas e os coeficientes atribuídos a cada tipo de rocha. Soma-se a isso o fato de que os módulos de deformação do concreto são influenciados por inúmeros fatores, sendo a resistência à compressão do material apenas um deles. Partindo de uma reunião de resultados experimentais, este trabalho avaliou como os valores do módulo de deformação tangente inicial do concreto (Eci) têm se comportado com o uso de agregados graúdos distintos e provenientes de diferentes regiões do país. A influência dos parâmetros relação água/cimento (A/C), consistência e massa específica da mistura também foi investigada, bem como a afinidade dos resultados obtidos com a versão de 2014 da NBR 6118, com algumas de suas versões anteriores, e códigos estrangeiros. Como resultados, os dois modelos estatísticos obtidos para estimar Eci em função da relação A/C, abatimento, massa específica e resistência à compressão dos concretos aos 28 dias apresentaram precisão entre 70% e 90%. Entre as propriedades abordadas, a massa específica (ρ) foi a que mais influenciou os valores de Eci. Os demais modelos obtidos se mostraram mais conservadores que o os modelos normativos para concretos contendo calcário. Para agregados de granito/gnaisse todos modelos foram equivalentes. Para o basalto, os modelos normativos se apresentaram mais conservadores que os encontrados aqui.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Knowing the concrete properties is crucial for a safe and efficient design, mainly in a scenario marked by the adoption of increasingly slender elements and increasingly large spans. When not experimentally determined, the static deformation modules of national concretes are estimated by the equations contained in ABNT NBR 6118. In 2014, such equations underwent significant changes. New coefficients were inserted and, in addition to the characteristic resistance to compression of the composite, the nature of the coarse aggregate came to be considered. However, it is worth discussing how representative the equations used and the coefficients attributed to each type of rock have been in practice. Added to this is the fact that the concrete deformation modules are influenced by numerous factors, the compressive strength of the material being only one of them. Starting from a set of experimental results, this work evaluated how the values of the initial tangent deformation modulus of concrete (Eci) have behaved with different coarse aggregates, from different regions in the country. The influence of the parameters water/cement (W/C) ratio, slump, density also have been investigated, as well as the affinity of the results obtained with the current 2014 version of NBR 6118, with some of its previous versions, and foreign codes were also investigated. As results, the two models obtained to estimate Eci as a function of the W/Cratio, slump, density and concrete compressive strength at 28 days showed precision between 70% and 90%. Among the properties addressed, the density (ρ) was the one that most influenced the Eci values. The other models obtained were more conservative than the normative models for concretes containing limestone. For granite/gneiss aggregates all the models were equivalent. For basalt, the normative models were more conservative than those found here.

Resumo em Português:

RESUMO Em estruturas de wood frame, as ligações entre montantes e banzos tem como finalidade garantir a rigidez e o contraventamento necessários para essas construções, que são naturalmente flexíveis, quando submetidas aos esforços horizontais tais como vento e sismos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência ao cisalhamento de ligações de madeira para produção de painel de wood frame produzidos com madeira de eucalipto jovem (menos que 15 anos de idade), tendo em vista que o plantio de espécies desse gênero é mais abundante no país. Os tipos de ligações escolhidas para este estudo foram do tipo chapa de dente estampado, parafuso autoatarraxante e encaixe de madeira. Para cumprir esse objetivo, foram utilizados corpos de prova de madeira de Eucalyptus pellita com idade variando entre 7 e 10 anos (classe C20). Foram utilizados os procedimentos experimentais previstos no projeto de revisão de norma da ABNT PN 02:126.10-001-4 (ABNT, 2017). Os resultados indicaram que a ligação do tipo encaixe é a mais apropriada para a ligação entre banzos e montantes de painéis de wood frame produzidos com madeira de eucalipto jovem, por ter melhor resistência e maior rigidez ao cisalhamento quando comparada com as ligações com parafuso autoatarraxante à 90° e chapa de dente estampado.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In wood frame structures, the frame connection plays an important role to guarantee stability for those constructions that are naturally flexible when subjected to shear during wind or earthquake. This work aimed to evaluate the shear strength of timber joints for wood frame shear wall produced with young eucalyptus wood (less than 15 years old), considering that the planting of species of this genus are more abundant in the country. The types of connections chosen for this study were metal plate, self-tapping screw, and rectangular mortise and tenon. To achieve this objective, 7 to 10 years old Eucalyptus pellita wood (class C20) was used to produce the specimens. The experimental procedures were provided by in the standard revision project ABNT PN 02:126.10-001-4 (ABNT, 2017). The results indicated that the mortise and tenon are the most suitable for frame to frame connection of wood frame shear wall due to its higher shear resistance and stiffness when compared to the self-tapping screw connected in 90° angle and metal plate.

Resumo em Português:

RESUMO Os revestimentos asfálticos dos pavimentos flexíveis, em função do ligante betuminoso presente em sua composição, possuem comportamento mecânico dependente de vários fatores, dentre eles: processo de compactação, temperatura e taxa de aplicação de carregamento. Várias são as reações passíveis de ocorrerem nos principais constituintes dessas formulações asfálticas, dentre estas, pode-se citar a oxidação, endurecimento físico e perda de voláteis. No caso do ligante asfáltico, o envelhecimento aumenta a viscosidade, associada a uma diminuição da penetração e alguma perda de suas características aglutinantes. Em particular, o aumento de consistência confere maior dureza com o tempo. No trabalho em pauta, estudou-se o comportamento mecânico de misturas asfálticas confeccionadas com Agregado Sinterizado de Argila Calcinada (ASAC), por meio de ensaios dinâmicos de flexão a quatro pontos. Determinou-se experimentalmente o efeito do processo de compactação dos corpos de prova prismáticos, bem como a influência do envelhecimento do ligante asfáltico no módulo dinâmico |E*| da mistura. Constatou-se queda de até 81,1% no valor do módulo complexo, frente às solicitações de temperatura e frequência selecionadas. Os resultados experimentais foram analisados à luz do modelo de Euler-Bernoulli generalizado para materiais viscoelásticos com carregamento dinâmico representativo do ensaio de flexão a quatro pontos. Salienta-se a compatibilidade do modelo teórico para as duas composições estudadas (fresca e envelhecida), face ao ajuste alcançado, representado pelos coeficientes de determinação (R²) resultantes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The mechanical behavior of flexible pavement asphalt coatings, composed by bituminous binder, depends on several factors, among them: compaction process, temperature and loading application rate. Several reactions occur on the main constituents of these asphalt mixtures, so as oxidation, physical hardening and loss of volatiles. In the case of the asphalt binder, aging increases viscosity, associated to a decrease in the penetration and loss of its binding properties. In particular, the consistency achieved with the time leads to an increase of the stiffness. This paper aims to study the mechanical behavior of fresh and aged asphalt mixtures manufactured with Sinterized Calcined Clay Aggregate (SCCA) by four-point bending tests. The effect of the compaction process in the prismatic specimens modulus |E*| was determined, so as the influence of the asphalt binder aging. The results presented a drop of up to 81.1% in |E*| values under the selected series of temperatures and frequencies. The experimental data was analyzed by means of the Euler-Bernoulli Theory generalized for viscoelastic materials with 4PB representative dynamic loading. The theoretical modeling compatibility was pronounced for both searched compositions (fresh and aged), considering the curve fitting achieved, represented by the coefficients of determination (R²) that were acquired.

Resumo em Português:

RESUMO A taxa de corrosão instantânea do aço carbono 1040 enterrado em solo, por 6 meses, foi medida por meio da técnica de modulação de frequência eletroquímica (EFM) e pela resistência à polarização linear (LPR). Os resultados foram comparados entre si e com os dados de taxa de corrosão obtidos pela análise de conjuntos de materiais similares e sob mesmo tempo de exposição em campo. Os valores obtidos por EFM foram de (0,088 ± 0,008) mm/ano e, por LPR, de (0,075 ± 0,005) mm/ano. Já, pela perda de massa, foram calculadas variações de espessura deste material, de (0,064 ± 0,016) mm/ano. Assim, nas condições experimentais impostas pode-se inferir que os resultados obtidos pela técnica EFM, serviram para diagnosticar o desempenho do aço carbono 1040 submetido a um processo de corrosão em solo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The instantaneous corrosion rate of 1040 carbon steel buried in soil was measured by electrochemical frequency modulation (EFM) and linear polarization resistance (LPR). The results were compared to each other and to the corrosion rate data obtained by the analysis of corrosion coupons exposed in field. The values of instantaneous corrosion rate found in the soil by EFM were 0.088 ± 0.008 mm / year, by LPR of 0.075 ± 0.005 mm / year. The corrosion rate values obtained by weight loss of corrosion coupons were 0.064 ± 0.016 mm / year. Thus, in the experimental conditions imposed it can be inferred that the results obtained by the EFM technique served to diagnose the performance of 1040 carbon steel subjected to a soil corrosion process.

Resumo em Português:

RESUMO A fluidez e a plasticidade do concreto devem ser mantidas durante o deslocamento até a obra, impedindo possíveis modificações nas propriedades. Quando há alterações, devem ser corrigidas com água ou aditivos plastificantes. Portanto, esse artigo tem como objetivo avaliar as propriedades de fluidez e resistência característica do concreto. Para isso, produziram-se concretos com fck de 25MPa e consistência S50. A análise dos resultados deu-se a partir de três experimentos realizados, sendo um sem a correção do Slump Test, o segundo com as verificações de consistência nos tempos de 60, 120 e 150 minutos, logo após o preparo da mistura. Já o terceiro, a verificação consiste no concreto com as mesmas verificações que o segundo, mas, com a adição do aditivo plastificante. Os resultados obtidos apontam que no traço de referência houve minimização da consistência em 64% ao decorrer dos 150 minutos. A média da resistência à compressão reduziu ao longo do tempo, ao passo que se adicionava água. Logo, a resistência característica caiu em média 7,25% com relação ao concreto sem a correção do Slump. No entanto, para o concreto com aditivo, a resistência média teve um aumento de 16,52% durante os 150 minutos. Isso remete ao fato de que o uso de aditivos nos percentuais analisados favorece ao ganho de resistência do concreto. Por outro lado, ao adicionarmos água, o concreto perde resistência. Logo, o uso de água para correção da fluidez não é o ideal, uma vez que altera a resistência final do concreto.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The fluidity and plasticity of the concrete should be maintained during the displacement to the work, preventing possible changes in the properties. When there are changes, they should be corrected with water or plasticizer additives. Therefore, this is paper aims to evaluate the properties of fluidity and characteristic resistance of concrete. For this, concrete scans were produced with fck equal to 25MPa and S50 consistency. The analysis of the results occurred from three performed experiments, one without the correction of the Slump Test, the second with consistency checks at times of 60, 120 and 150 minutes shortly after the preparation of the mixture. The third, the verification consists of concrete with the same checks as the second, but with the addition of the plasticizer additive. The results obtained indicate that in the reference stroke there was minimization of consistency in 64% over the 150 minutes. The mean compressive strength decreased over time, while water was added. Therefore, the characteristic resistance fell by 7.25% compared to concrete without the correction of the Slump. However, for concrete with additive, the average resistance increased by 16.52% during the 150 minutes. This refers to the fact that the use of additives in the percentages analyzed favors the gain of concrete resistance. On the other hand, when adding water the concrete loses resistance. Therefore, the use of water to correct fluidity is not ideal, since it alters the final resistance of the concrete.