Resumo em Português:

Granilhas são matérias-primas amplamente utilizadas na indústria cerâmica de revestimento, pois conferem às placas de pavimento propriedades como resistência à abrasão, risco e deslizamento, além de efeitos de textura. O alginato de sódio é um polissacarídeo encontrado tanto na matriz intercelular de algas marrons como em algumas espécies de bactérias. Devido a suas propriedades estabilizantes, gelificantes e espessantes, o alginato é amplamente usado industrialmente. Neste trabalho, o alginato de sódio foi avaliado quanto à ação de promover a gelificação de uma suspensão cerâmica, gerando granilhas cerâmicas. As variáveis envolvidas na obtenção das granilhas foram a fonte e as concentrações de alginato de sódio e de cloreto de cálcio. As granilhas foram aplicadas em placas de revestimento cerâmico e queimadas em forno a rolo. Os resultados mostraram que a resistência mecânica dos grânulos é afetada pela fonte e concentração de alginato de sódio e de cloreto de cálcio. Imagens de microscopia óptica das placas de revestimento mostraram que existe uma relação entre o tamanho e área dos poros e a fonte de alginato de sódio.

Resumo em Inglês:

Grits are materials widely used in the ceramic tile industry because they give the tile properties such as resistance to abrasion, scratch and slippage, as well as texture effects. Sodium alginate is a polysaccharide found both in the intercellular matrix of brown algae and in some species of bacteria. Due to its stabilizing, thickening and gelling properties, alginate is widely used industrially. In this work sodium alginate was evaluated regarding the action of promoting the gelation of a ceramic suspension generating ceramic grits. The variables involved in obtaining the grits were source and concentration of sodium alginate, and calcium chloride concentration. The grits were applied on tiles and fired in roller oven. The results showed that the mechanical strength of the granules is affected by the source and concentration of sodium alginate and calcium chloride concentration. Optical microscopy images carried out in tiles showed that there is a relationship between the average size and area of pores with a source of sodium alginate.

Resumo em Português:

Projeto assistido por computador (CAD) é bem conhecido por várias décadas e empregado na fabricação cerâmica desde o início, mas usualmente empregado na primeira parte dos processos na concepção do projeto, nem na prototipagem, nem nas fases de fabricação. As máquinas de prototipagem rápida, também conhecidas como impressoras 3D têm a capacidade de produzir, em poucas horas, peças utilizando materiais plásticos de alta resistência, com grande precisão e similaridade com relação ao original, com base em modelos digitais inéditos produzidos por meio de modelagem com softwares de projeto específico ou a partir da digitalização das peças existentes, utilizando os chamados scanners 3D. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver a metodologia utilizada em todo o processo de construção de uma parte em cerâmica da inter-relação entre as técnicas tradicionais e novas tecnologias para a fabricação de protótipos. E para aproveitar os benefícios que nos permitem esta nova tecnologia de reprodução. A experiência baseou-se na geração de uma peça complexa, em formato digital, que serviu como modelo. Um icosaedro regular de 15 cm, complexo o suficiente para não sugerir a produção do modelo por meio das técnicas tradicionais cerâmicas (manual ou mecânica). A partir deste modelo digital, um molde de gesso feito na maneira tradicional para colagem por barbotina de massas à base de argila, secagem livre ao ar, queimada e esmaltada de maneira tradicional. Esta experiência mostrou a hipótese de trabalho e abre a possibilidade de novas linhas de trabalho a níveis acadêmicos e tecnológicos que serão explorados em um futuro próximo. Esta tecnologia oferece uma grande variedade de opções para lidar com o aspecto formal de uma peça a ser executada no campo do projeto, arquitetura, projeto industrial, a cerâmica tradicional, a arte cerâmica, etc., que permitem ampliar as possibilidades formais, economizar tempo e, portanto, os custos na elaboração das matrizes necessárias e adequadas para cada exigência.

Resumo em Inglês:

Computer assisted designing (CAD) is well known for several decades and employed for ceramic manufacturing almost since the beginning, but usually employed in the first part of the projectual ideation processes, neither in the prototyping nor in the manufacturing stages. The rapid prototyping machines, also known as 3D printers, have the capacity to produce in a few hours real pieces using plastic materials of high resistance, with great precision and similarity with respect to the original, based on unprecedented digital models produced by means of modeling with specific design software or from the digitalization of existing parts using the so-called 3D scanners. The main objective of the work is to develop the methodology used in the entire process of building a part in ceramics from the interrelationship between traditional techniques and new technologies for the manufacture of prototypes. And to take advantage of the benefits that allow us this new reproduction technology. The experience was based on the generation of a complex piece, in digital format, which served as the model. A regular 15 cm icosahedron presented features complex enough not to advise the production of the model by means of the traditional techniques of ceramics (manual or mechanical). From this digital model, a plaster mold was made in the traditional way in order to slip cast clay based slurries, freely dried in air and fired and glazed in the traditional way. This experience has shown the working hypothesis and opens up the possibility of new lines of work to academic and technological levels that will be explored in the near future. This technology provides a wide range of options to address the formal aspect of a part to be performed for the field of design, architecture, industrial design, the traditional pottery, ceramic art, etc., which allow you to amplify the formal possibilities, save time and therefore costs when drafting the necessary and appropriate matrixes to each requirement.

Resumo em Português:

Porcelanas compostas de caulim-quartzo-feldspato são denominadas porcelanas triaxiais. O uso de alumina como substituito para o quartzo em porcelanas tem sido desenvolvido há algum tempo. Os resultados mostram uma significativa melhoria nas priopriedades mecânicas, mas a alumina apresenta alto custo. Foi investigada a possibilidade de utilizar materiais alternativos como fonte de alumina a custos menores. Neste artigo, as seguintes matérias primas alternativas foram utilizadas como fonte de alumina: bauxita refratária, hidróxido de alumínio primário, e hidróxido de alumínio reprecipitado. Composições com quartzo e alumina comerciais foram também formuladas para melhor entendimento dos efeitos de adição desses materiais. As matérias primas foram moídas, secas, e caracterizadas por análise de distribuição de tamanho de partículas, difração de raios X e fluorescência de raios X. As composições foram formuladas substituindo as diferentes fontes de alumina na formulação da porcelana. As composições foram conformadas por compactação e sinterizadas a diferentes temperaturas (1150-1400 ºC). Os resultados mostraram que é viável o uso de bauxita e de hidróxido de alumínio como fonte alternativa de Al2O>3. As impurezas na bauxita refratária contribuíram para diminuir os valores de resistência à flexão encontrados em composições com bauxita refratária como fonte de alumina. As composições com hidróxido de alumina reprecipitado mostraram alta resistência mecânica a baixas temperaturas de sinterização, enquanto que composições com hidróxido de alumínio obtidos pelo processo Bayer alcançaram bons resultados de resistência mecânica em ampla faixa de temperaturas.

Resumo em Inglês:

Porcelains composed of kaolin-quartz-feldspar are called triaxial porcelains. The use of alumina as a substitute for quartz in porcelains has been developed for some time. The results show a significant improvement in their mechanical properties, but alumina has a high cost. The possibility of using alternative materials as a source of alumina with lower cost was investigated. In this work, alternative raw materials were used as a source of alumina: refractory bauxite, primary aluminum hydroxide, reprecipitated aluminum hydroxide. Compositions with commercial alumina and quartz were also formulated to better understand the effects of adding these alternative materials. The raw materials were milled, dried, and characterized by analysis of the particle size distribution, X-ray diffraction, and X-ray fluorescence. The compositions were formulated by replacing the different sources of alumina in the formulation of porcelain. The compositions studied were shaped by pressing and sintered at different temperatures (1150-1400 ºC). The results showed that the use of bauxite and aluminum hydroxide as an alternative source of Al2O3 is viable. The impurities contained in refractory bauxite contributed to the lower values of flexural strength found in compositions having refractory bauxite as a source of alumina. The compositions with reprecipitated aluminum hydroxide showed a high mechanical resistance at low sintering temperatures, while compositions with aluminum hydroxide obtained by the Bayer process achieved good results of mechanical strength in a wide temperature range.

Resumo em Português:

Materiais mesoporosos tipo SBA-15 e MCM-48 foram sintetizados com sucesso pelo método hidrotérmico e impregnados com níquel nas proporções de 5-20 peso% visando à captura de CO2. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio de análise por difração de raios X, adsorção de N2 e microscopia eletrônica de varredura. Testes de captura de CO2 foram conduzidos em pressões entre 100 e 4000 KPa à temperatura constante de 298 K e revelaram que as capacidades de adsorção variam significativamente com as propriedades texturais dos materiais com diferentes teores de níquel, atingindo valores máximos de 14,89 e 9,97 mmol g-1 para MCM-48 e SBA-15, respectivamente.

Resumo em Inglês:

SBA-15 and MCM-48 mesoporous materials were successfully synthesized by the hydrothermal method and impregnated with nickel in proportions of 5-20 wt.% aiming to capture CO2. The materials were characterized by X-ray diffraction analysis, N2 adsorption and scanning electron microscopy. CO2> capture tests were conducted at pressures between 100 and 4000 KPa at a constant temperature of 298 K and showed that the adsorption capacities vary significantly with the textural properties of these materials with different contents of nickel, reaching maximum values of 14.89 and 9.97 mmol g-1 for MCM-48 and SBA-15, respectively.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade econômico financeira para a implantação de uma central de massa, com o objetivo de preparar a argila antes do processo produtivo, utilizando-se de técnicas adequadas e apropriadas, que proporcionam economia de matéria-prima, redução do consumo de energia elétrica, redução do consumo de energia térmica, aumento da produtividade, entre outros benefícios. Foram realizadas simulações em três tipos de cenários: pessimista, mais provável e otimista. Utilizaram-se os métodos tradicionais de avaliação: VPL, TIR e Payback Descontado. Em todos os três cenários os resultados determinam que o investimento é viável.

Resumo em Inglês:

This paper presents a study of economic and financial viability for central mass implementation, with the aim of preparing the clay before the production process, using appropriate techniques and fitting, that providing savings in raw materials, reduce the consumption electricity, reduction of thermal energy consumption, increased productivity, among other benefits. We simulated three types of scenarios: pessimistic, most likely and optimistic. We used the traditional assessment methods: NPV, IRR and Discounted Payback. In all three scenarios the results determine that the investment is viable.

Resumo em Português:

O gesso é um sulfato de cálcio hemihidratado com fórmula química CaSO4.0,5H2O, este é produzido em grande abundância na região do Araripe estado de Pernambuco e apresenta uma pureza que varia de 80 a 95%, sua aplicação baseia-se principalmente na construção civil e em um segundo plano observa-se sua utilização na odontologia, industria química, ortopedia etc. Frente à elevada qualidade da matéria prima em questão e ao baixo emprego do gesso em materiais e objetos de maior valor agregado, verificou-se a necessidade da caracterização desta matéria prima para um maior conhecimento de suas propriedades, sendo realizadas para tal, análises de FTIR, DRX, FRX, MEV com EDS acoplado, ensaios mecânicos de resistência à compressão e à flexão, cálculo da porosidade geométrica dos corpos sólidos, análise granulométrica das partículas e avaliação do tempo de pega da pasta. Este estudo tem a finalidade de conhecer detalhadamente suas características químicas, morfológicas e mecânicas, para que então posteriormente tais informações possam ser válidas para estudos referentes ao melhoramento de suas propriedades visando sua aplicação em novos produtos.

Resumo em Inglês:

Gypsum is a calcium sulfate hemihydrate with chemical formula CaSO4.0.5H2O, largely produced in Araripe, state of Pernambuco, Brazil, and features a purity ranging from 80 to 95%; their implementation is mainly based on the construction and also in dentistry, chemical industry, orthopedics, etc.. Due to the high quality of raw material and the low use of gypsum materials and objects with higher added value, there was the need to characterize the raw material for a better knowledge of its properties. FTIR, XRD, XRF, SEM, compressive and flexural strength, evaluation of porosity, particle size analysis and evaluation of the setting time of the paste procedures were performed. This study aims to know in detail the chemical, morphological and mechanical characteristics of gypsum, to be able to improve its properties for application in new products.

Resumo em Português:

A tenacidade à fratura, K IC, é uma importante propriedade dos materiais cerâmicos, pois ela mede a resistência ao início da propagação de trinca. O problema é selecionar o método adequado para determinar K IC, já que existem vários, cada um com suas particularidades. Por comodidade, escolhe-se o método da indentação, IF, que apresenta certos inconvenientes, principalmente para cerâmicas porosas, Sendo o método mais adequado, o SEVNB. Nesse trabalho são mostrados resultados de K IC para três materiais: carbeto de silício (SiC), alumina (Al2O3) e um a base de argila, uma telha cerâmica. Os resultados mostraram que os valores de K IC são maiores quando é utilizado o método IF, sendo que quanto mais porosa é a cerâmica mais difícil é a aplicação desse método, e que o método SEVNB, pode ser aplicado com êxito. Os resultados de K IC, medidos pelo método SEVNB são 3,8 MPa.m½, 2,5 MPa.m½ e 0,4 MPa.m½ para SiC, Al2O3 e telha, respectivamente.

Resumo em Inglês:

Fracture toughness, K IC, which measuresthe resistance tocrack propagation initiation of a pre-cracked body, is oneof the most importantpropertiesof ceramic materials. The main problemis to selectthe most appropriate methodto determinethis property,since there areseveral ones, each of them with its own characteristics. Normally, for convenience, the indentationmethod is chosen. It is the IF (Indentation Fracture) method, which measures the cracksizeat the verticesof the indentation. However, that methodhas many drawbacks, especially ifthe ceramic material isporous, since itisvery difficulttoidentify the extent of the propagated crack. Themost suitable methodformeasuring fracture toughnessis the SEVNB(Single Edge V NotchBeam). This paper describesK ICresultsfor threedifferent materials: silicon carbide, SiC, alumina, Al2O3, and a clay based ceramics, ceramic tile, with distinctporosities.The results indicate that thevalues of K ICare higherwhen theIF method is used, and the moreporous theceramicsis,the more difficult it is to applythis method. On the other hand, the SEVNB method, regardless porosity, can be applied successfully.The K ICvaluesmeasuredby the SEVNBmethodwere3.8 MPa.m½, 2.5 MPa.m½ and0.4 MPa.m½forSiC, Al2O3and ceramic tile, respectively.

Resumo em Português:

A dolomita é um mineral encontrado em abundância no estado do Piauí, ao mesmo tempo é desconsiderada pela indústria cerâmica. A sua formação química-mineralógica aponta para uma potencialidade de aplicação em massa cerâmica de revestimento, devido à presença de óxidos fundentes e outros capazes de formar novas fases cristalinas que contribuem na melhoria da estabilidade dimensional e resistência mecânica dos corpos cerâmicos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a potencialidade do uso de um carbonato dolomítico na produção de cerâmica de revestimento de base vermelha. Para isso foram caracterizadas uma massa cerâmica usada na produção de revestimento semiporoso e dolomita oriunda de uma jazida piauiense. O carbonato foi adicionado à massa industrial em diferentes teores e as formulações foram queimadas em três temperaturas: 1080 ºC, 1120 ºC e 1160 ºC. Foram realizados nos corpos de prova queimados ensaios tecnológicos de retração linear, absorção de água, massa específica aparente e resistência mecânica. A microestrutura foi avaliada através de análise por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram potencialidade da aplicação da dolomita piauiense em massa de revestimento cerâmico.

Resumo em Inglês:

Although dolomite is abundant in the Brazilian northern state of Piauí, it has not been used by the local ceramic industry. As a result of its chemical and mineralogical characteristics, dolomite can be used in the fabrication of glazed ceramics. Among the potential benefits, the presence of flux oxides and other constituents may improve dimensional stability and mechanical strength of the ceramic. This study aimed at evaluating the addition of dolomitic carbonate to red ceramic mass for the production of glazed ceramics. To that end, different contents of carbonate were added to an industrial ceramic mass traditionally used in the local production of semiporous glazed ceramics. Samples were fired at three temperatures: 1080 ºC, 1120 ºC, and 1160 ºC. Linear shrinkage, water absorption, apparent specific gravity, mechanical strength and microstructural evaluation were all carried out. The results showed the potential application of Piauí dolomite in ceramic tile.

Resumo em Português:

As transformações de queima de cerâmicas tradicionais (à base de argila) são de interesse tecnológico e arqueológico, e são geralmente reportadas qualitativa ou semi-qualitativamente. Estes tipos de sistemas apresentam uma importante complexidade, especialmente para técnicas de difração de raios X, devido à presença de fases totalmente cristalinas, de baixa cristalinidade e amorfas. Neste artigo apresentamos os resultados de análise de Rietveld qualitativa e quantitativa de difração de raios X de amostras totalmente cristalinas (caulinita, quartzo, cristobalita, feldspato e/ou mulita), de baixa cristalinidade (metacaulinita e/ou pré-mulita tipo espinélio) e evolução de fases vítreas de cerâmica triaxial (argila-quartzo-feldspato) após queima em ampla faixa de temperaturas entre 900 e 1300 ºC. A metodologia empregada para determinar as abundâncias de fases de baixa cristalinidade e amorfas é baseada em uma combinação de método de padrões interno se o uso de modelo nanocristalino no qual a ordem de longo alcance é perdida, respectivamente. Uma caracterização preliminar de sinterização foi feita por evolução de retração, densidade e porosidade em função da temperatura de queima. Análise simultânea termogravimétrica e térmica diferencial (TG-ATD) foi feita para avaliar as temperaturas reais em que ocorrem as transformações químicas. Finalmente, foi feita uma análise quantitativa baseada no método de refinamento de Rietveld dos difratogramas de raios X. A decomposição de caulinita em metacaulinita foi determinada quantitativamente; a formação intermediária (980 ºC) de alumino-silicato tipo espinélio foi também quantificada; a fusão incongruente de feldspato potássico foi observada e quantificada juntamente com a mulitização final e formação de fase amorfa (vítrea). A metodologia usada para analisar os difratogramas de raios X provaram ser adequadas para avaliar quantitativamente as transformações térmicas que ocorrem em um sistema complexo como as cerâmicas triaxiais. As fases determinadas podem ser facilmente correlacionadas com as variáveis de processo e as propriedades dos materiais. Essas correlações podem ser empregadas para caracterização, projeto e controle de processamento de materiais.

Resumo em Inglês:

The firing transformations of traditional (clay based) ceramics are of technological and archeological interest, and are usually reported qualitatively or semiquantitatively. These kinds of systems present an important complexity, especially for X-ray diffraction techniques, due to the presence of fully crystalline, low crystalline and amorphous phases. In this article we present the results of a qualitative and quantitative X-ray diffraction Rietveld analysis of the fully crystalline (kaolinite, quartz, cristobalite, feldspars and/or mullite), the low crystalline (metakaolinite and/or spinel type pre-mullite) and glassy phases evolution of a triaxial (clay-quartz-feldspar) ceramic fired in a wide temperature range between 900 and 1300 ºC. The employed methodology to determine low crystalline and glassy phase abundances is based in a combination of the internal standard method and the use of a nanocrystalline model where the long-range order is lost, respectively. A preliminary sintering characterization was carried out by contraction, density and porosity evolution with the firing temperature. Simultaneous thermo-gravimetric and differential thermal analysis was carried out to elucidate the actual temperature at which the chemical changes occur. Finally, the quantitative analysis based on the Rietveld refinement of the X-ray diffraction patterns was performed. The kaolinite decomposition into metakaolinite was determined quantitatively; the intermediate (980 ºC) spinel type alumino-silicate formation was also quantified; the incongruent fusion of the potash feldspar was observed and quantified together with the final mullitization and the amorphous (glassy) phase formation.The methodology used to analyze the X-ray diffraction patterns proved to be suitable to evaluate quantitatively the thermal transformations that occur in a complex system like the triaxial ceramics. The evaluated phases can be easily correlated with the processing variables and materials properties. These correlations can be employed for materials characterization, design and processing control.

Resumo em Português:

Cerato de bário (BaCeO3) tem estrutura perovskita do tipo ABO3, na qual A e B são cátions metálicos. Estes materiais, dopados ou não, têm sido estudados por apresentarem características que os tornam promissores na aplicação em células a combustível de óxido sólido e permeação de hidrogênio e oxigênio. Porém, como os materiais cerâmicos de condutividade mista têm sido produzidos por métodos distintos de síntese, algumas condições influenciam diretamente as propriedades finais, sendo uma das mais importantes a dopagem do sítio B, que pode ter influência direta no tamanho de cristalito. Este trabalho teve como objetivo a substituição parcial do cério por 80% de praseodímio a partir do método de complexação, combinando EDTA-citrato, a fim de verificar a influência do pH da solução de síntese na obtenção da fase, nas propriedades cristalográficas e morfológicas. Foi verificado que o material apresenta estrutura cristalina ortorrômbica, com grupo espacial Pmcn e a fase foi obtida, independentemente da alteração no valor do pH da solução. Quanto ao tamanho de cristalito, com pH de síntese ajustado para 5, foi obtido maior valor, 352,7 nm, apesar de todos terem tido aumento em relação à amostra com pH corrigido para 11. Esse aumento se deu, provavelmente, pelo tempo insuficiente no qual a amostra foi submetida à ação da temperatura de síntese até a formação do gel final, ocasionando uma menor desagregação dos aglomerados formados na reação de complexação, resultado concordante com as análises de microscopia eletrônica de varredura.

Resumo em Inglês:

Barium cerate (BaCeO3) is a type ABO3 perovskite, with A and B metal cations. Such materials, single or doped, have been studied as promising for the application in solid oxide fuel cell, and hydrogen and oxygen permeation; however, as these materials have been produced by different synthesis methods, some conditions directly influence the final properties, with a major doping site B, which may have direct influence on the crystallite size and, consequently, in the ionic and electronic conduction. This work aimed at the partial substitution of cerium for 80% praseodymium by the EDTA-citrate complexing method to verify the influence of the pH of the synthesis solution on obtaining the phase, the crystallographic and morphological properties. It was found that the material has orthorhombic crystal structure with space group Pmcn and the phase was obtained irrespective of change of the pH of the synthesis, indicating possibly that the metal cations in the perovskite were able to deprotonate the EDTA increasing the stability of the complexes formed. With the synthesis pH adjusted to 5 the crystallite size reached the highest value, 352.7 nm. This increase was probably due to insufficient time in which the sample was subjected to the action of synthesis temperature until the formation of the final gel, resulting in reduced breakdown of agglomerates formed in the complexation reaction , which can be seen in the results of scanning electron microscopy.

Resumo em Português:

A construção civil movimenta, anualmente, toneladas de cimento para as suas mais diversas aplicações, mas, a sua fabricação gera teores elevados de poluentes ambientais. Decorrente disto tem-se uma constante busca por novos métodos sustentáveis e alternativos de fabricação. Neste trabalho, a pesquisa foi direcionada em dois aspectos: a adição de fibras de coco (FC) e de sisal (FS) a um concreto referência, com a intenção de aumentar suas demandas nacionais e diminuir o impacto ambiental resultante da quantidade de resíduos descartados no ambiente após o consumo do fruto, com redução do consumo de cimento em cada dosagem, respectivamente; e, a fotocatálise de gases poluentes por argamassas à base do nanocomposto dióxido de titânio, fase anatásio. Para a avaliação do concreto com adições foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, variação dimensional de barras de argamassa expostas em solução agressiva de sulfato e o acompanhamento da durabilidade de corpos de prova (CPs) envelhecidos em câmaras de intemperismo de névoa salina e de dióxido de enxofre pela técnica do potencial de corrosão. As argamassas com TiO2 foram avaliadas quanto ao seu potencial fotocatalítico para a redução na concentração de gases tipo NOx em câmara de UV-A, produzida para esta verificação. Os resultados indicaram um aumento em até 16% da resistência mecânica dos concretos com adições e uma eficiência das argamassas com teores de nano TiO2-fase anatásio a partir de 20% em massa, para promover a fotocatálise do NOx ao redor de 40%, em presença de radiação UV-A.

Resumo em Inglês:

The construction moves annually, tons of cement for their diverse applications, but their manufacturing generates high levels of environmental pollutants. Resulting from this is a constant search for new sustainable and alternative methods. In this work, the research was directed at two aspects: the addition of coconut fibers (CF) and sisal (SF) to a concrete reference, with the intention of increasing their national demands and diminishes the impact of the amount of waste disposed the environment after consumption of the fruit and reducing the cement consumption in each dosage, respectively; and photocatalysis of gaseous pollutants by mortars based nanocomposite titanium dioxide, anatase phase. For the evaluation of concrete with additions testing compressive strength, dimensional change of mortar bars exposed to aggressive sulfate solution and monitoring the durability of specimens aged in chambers salt spray and weathering dioxide were performed the technique of sulfur corrosion potential. Mortars with TiO2 were evaluated for their potential for photocatalytic reduction in the concentration of NOx in gas type UV-A chamber. The results showed an increase up to 16% of the strength of concrete with additions and efficiency of mortars with levels of nano TiO2 anatase-phase from 20%, by weight, to promote photocatalysis of NOx around 40% in the presence UV-A radiation.

Resumo em Português:

Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma membrana cerâmica isolante ou de microfiltração eventualmente de baixo custo para matérias-primas de areia de quartzo Eloued (EQS) e fosfato de cálcio (CP) usando o método de compactação uniaxial a seco. As amostras preparadas foram sinterizadas em diferentes temperaturas entre 1200 e 1550 ºC. Subseqüentemente, foram investigados o efeito da temperatura de sinterização e a quantidade de CP nas propriedades das amostras. Análise de difração de raios X confirmou que EQS foi transformada nas fases cristobalita e tridimita quando a temperatura de sinterização e o tempo de patamar foram aumentados. Essa transformação é favorecida com aumento da quantidade de CP, sendo observada também a formação de CaSiO3 and Ca(Fe)(Al)PO4. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) das amostras sinterizadas em diferentes temperaturas mostram que os grãos de silica, grãos CP, contendo fases intragranular de (Si, Ca, P e O) e uma considerável porosidade aberta dependem da temperatura de sinterização. A razão da porosidade varia entre 37% e 34% conforme a temperatura de sinterização e o teor CP; este valores estão de acordo com as imagens de MEV. O comportamento da expansão térmica mostra uma fraca expansão entre 600 e 1000 ºC, a qual está entre 1,27% e 1,33% (variando de 0,05% em 400 ºC).

Resumo em Inglês:

This work addresses the development of an eventual low cost ceramic insulating or microfiltration membrane supports from inexpensive raw materials such Eloued quartz sand (EQS) and calcium phosphate (CP) using uniaxially dry compaction method. The prepared samples were sintered at different temperatures ranging between 1200 and 1550 ºC. Subsequently, the effects of sintering temperature and amount of CP on samples proprieties were investigated. It is observed that X-ray diffracion measurements confirmed that EQS was transformed into cristobalite and tridymite phases when both sintering temperature and holding time were increased. This transformation is favored with increasing amount of CP, it is observed also formation of CaSiO3 and Ca(Fe)(Al)PO4. The SEM images of the samples sintered at different temperatures illustrate that silica grains, CP grains, intergranular phase contents (Si, Ca, P, and O) and an important open porosity depend on the sintering temperature. The porosity ratio changes in the range between 37% and 34% according to sintering temperature and to CP content; these values are in good agreement with SEM images. The thermal expansion behavior shows a weak expansion in the range of temperature between 600 and 1000 ºC which is situated between 1.27% and 1.33% (variation of 0.05% at 400 ºC).

Resumo em Português:

Este artigo apresenta dados composicionais de amostras de clínquer Portland produzido com matérias-primas e combustíveis não convencionais, em especial no que diz respeito à distribuição de elementos menores e traços. Foram amostrados clínqueres produzidos com três misturas diferentes de combustíveis, enquanto os demais parâmetros foram mantidos constantes. Os combustíveis apresentam características químicas típicas, como o teor elevado de enxofre no coque de petróleo e o alto teor de zinco no combustível derivado de pneus. O uso de carbonatito como matéria-prima se reflete nos teores elevados de estrôncio e fósforo. Dados de microssonda eletrônica foram usados para determinar a ocupação de sítios estruturais de C3S e C2S, e para modelar a distribuição de elementos traços entre as fases do clínquer. O fósforo ocorre em proporções similares em C3S e C2S; se considerarmos sua abundância modal, o C3S é o principal reservatório de fósforo no clínquer. O enxofre é preferencialmente concentrado em C2S em comparação com C3S. O estrôncio substitui Ca2+ principalmente em C2S e em fases não-silicáticas, em comparação com C3S.

Resumo em Inglês:

This paper presents results on the composition of Portland clinkers produced with non-conventional raw-materials and fuels, focusing on the distribution of selected trace elements. Clinkers produced with three different fuel compositions were sampled in an industrial plant, where all other parameters were kept unchanged. The fuels have chemical fingerprints, which are sulfur for petroleum coke and zinc for TDF (tire-derived fuel). Presence of carbonatite in the raw materials is indicated by high amounts of strontium and phosphorous. Electron microprobe data was used to determine occupation of structural site of both C3S and C2S, and the distribution of trace elements among clinker phases. Phosphorous occurs in similar proportions in C3S and C2S; while considering its modal abundance, C3S is its main reservoir in the clinker. Sulfur is preferentially partitioned toward C2S compared to C3S. Strontium substitutes for Ca2+ mainly in C2S and in non-silicatic phases, compared to C3S.

Resumo em Português:

Este trabalho teve por objetivo sinterizar cerâmicas de hexaferrita de bário comercial em forno de micro-ondas, visando obter propriedades magnéticas tão boas quanto aquelas obtidas por sinterização convencional. Amostras de hexaferrita de bário foram dopadas com cromo, prensadas isostaticamente e sinterizadas em forno de micro-ondas e convencional. A caracterização foi por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, determinação de densidade aparente e curvas de histerese magnética. O tempo de queima da hexaferrita de bário por micro-ondas foi em menos de 20% do tempo gasto da queima convencional. As amostras apresentaram tamanho de grão um pouco inferior, densidade e magnetização de saturação semelhante às obtidas pela sinterização convencional, mostrando o alto potencial de aplicação da técnica de micro-ondas para o processamento da hexaferrita de bário comercial. A adição de óxido de cromo nas amostras de hexaferrita de bário resultou na melhoria das propriedades magnéticas.

Resumo em Inglês:

The purpose of this work was to sinter commercial barium hexaferrite ceramic in a microwave oven, aiming to obtain magnetic properties similar to those obtained by conventional sintering. Samples of barium hexaferrite were doped with chromium, isostatically pressed and sintered in a microwave oven and a conventional furnace for comparison. The sintered samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, bulk density, and magnetic hysteresis curves. Microwave sintering of the barium hexaferrite took less than 20% of the time spent in conventional sintering. The microwave sintered samples showed a somewhat smaller grain size, but their density and saturation magnetization were similar to those obtained by conventional sintering, indicating the promising potential of processing commercial barium hexaferrite by microwaves. The addition of chromium oxide to the barium hexaferrite samples improved their magnetic properties.

Resumo em Português:

A mesorregião centro-norte do Estado de Mato Grosso do Sul oferece um grande potencial de uso por transformação industrial de areias de quartzo. Depósitos sedimentares coluvionares e fluviais de quartzo foram caracterizados a partir de 100 amostras analisadas do ponto de vista de suas propriedades químicas, físicas e mineralógicas.Os resultados revelaram teores relativamente elevados de sílica (SiO2) e reduzidos de óxido de ferro (Fe2O3). Assim, 70% das amostras apresentaram mais que 90% de SiO2 e 63% menos que 1% de Fe2O3. As análises de tamanho de partículas indicaram tamanho médio entre 150 e 500 µm para 90% das amostras. Desta forma, a viabilidade de utilização das areias de quartzo caracterizadas é discutida para a produção industrial de vidros.

Resumo em Inglês:

The north-central region of the State of Mato Grosso do Sul, Brazil, offers great potential for the efficient and sustainable use of quartz sand, taking into account their occurrence in colluvial and fluvial sedimentary deposits and also its versatility in terms of abundance and mineral properties. Thus, 100 drilling points were defined and the samples characterized in terms of their chemical, physical and mineralogical properties. The main results showed that the characterized sands have relatively high contents of silica (SiO2) and low iron oxide (Fe2O3), that is, 70% of samples containing more than 90% SiO2 and 63% of samples containing less than 1% Fe2O3. Particle size analysis revealed an average particle size between 150 and 500 µm for 90% of samples. Thus, the feasibility of using quartz sand for the production of glass is presented and discussed.

Resumo em Português:

Este estudo avalia a intercalação de esmectita dioctahédrica do Estado Acre com o sal quaternário de amônio brometo de hexadeciltrimetilamônio (HDTMA) em concentrações compreendidas entre 1 a 5 vezes ao valor de CTC da argila original e sua aplicabilidade na adsorção de fenol e benzeno em fase líquida. Os materiais foram caracterizados por microanálises de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura/espectroscopia com dispersão de energia e espectroscopia na região do infravermelho. Os processos de adsorção foram realizados em sistemas simples e as medidas das concentrações do fenol e benzeno foram efetuadas por espectrofotometria na região ultravioleta. Os resultados indicaram que a intercalação da esmectita com HDTMA propiciou cerca de 78,8% de expansão (variação de d001: 1,47 nm para 1,91 nm) e decréscimo acentuado dos elementos das posições interlamelares, como Na, Ca, Mg e K, acompanhado pela delaminação/esfoliação da argila original. Nos processos de adsorção do fenol e benzeno em HDTMA-arg 5 foram obtidos os seguintes resultados: q max= 4,44 e 35,8 mg.g-1; K L= 0,076 e 0,115 L.g-1; ΔGº = -16,85 e -18,38 kJ.mol-1, respectivamente. Estes dados indicaram que os processos de adsorção do benzeno e fenol em fase líquida na organoargila HDTMA-arg 5 foram favoráveis, espontâneos e com interações físicas.

Resumo em Inglês:

This study evaluates the intercalation of the smectite dioctahedric state of Acre, Brazil, with the quaternary ammonium salt bromide, hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) at concentrations ranging from 1 to 5 times the value of the original clay CEC and its application in the adsorption of phenol and benzene in the liquid phase. The materials were characterized by microanalysis X-ray diffraction, scanning electron microscopy /energy dispersive spectroscopy and infrared spectroscopy. The adsorption processes were carried out in simple systems and measurements of the concentrations of phenol and benzene were performed by spectrophotometry in the ultraviolet region. The results indicated that the intercalation of smectite with HDTMA provided approximately 78.8 expansion (range d001: 1.47 nm to 1.91 nm) and sharp decrease of the interlayer positions of elements such as Na, Ca, Mg and K, together by delamination/exfoliation of the clay original. In adsorption processes of phenol and benzene at HDTMA-arg 5 the following results were obtained: q max = 4.44 and 35.8 mg.g-1; K L= 0.076 and 0.115 L.g-1; ΔGº = -16.85 and -18.38 kJ.mol-1, respectively. These data indicated that the adsorption of benzene and phenol in liquid phase in the organophilic HDTMA-arg 5 were favorable, spontaneous and physical interactions.

Resumo em Português:

A indústria cerâmica tem grande papel ambiental quando o assunto é reciclagem de rejeitos. A grande produção industrial que vem se desenvolvendo na Região Norte do país abre espaço para utilização de rejeitos como substituto de matéria-prima na produção de cerâmicas. Esta substituição, além da vantagem ambiental, também confere vantagens às características físicas da cerâmica produzida. O presente trabalho visou estudar os efeitos causados pela incorporação de rejeito de minério de manganês em formulações de cerâmica argilosa, para avaliar até que ponto é possível incorporar o referido rejeito sem que haja prejuízo das propriedades dos produtos. Foram propostas algumas formulações contendo quantidades variadas de rejeito. Os corpos-de-prova obtidos por prensagem foram sinterizados de 1000 ºC a 1200 ºC por 2 h. Os resultados mostraram que o rejeito atua como fundente, melhorando propriedades do material, diminuindo a porosidade e absorção de água e aumentando a resistência mecânica das peças cerâmicas.

Resumo em Inglês:

The ceramic industry has a great environmental role when it comes to recycling waste. The industrial production that has been developed in the Northern Region of Brazil makes room for use of waste as a substitute raw material in the production of ceramics. This substitution in addition to the environmental advantage also provides interesting physical characteristics in the ceramics produced. This work aimed to study the effects caused by the incorporation of manganese ore tailings in formulations of ceramic clay, to examine the extent to which it is possible to incorporate this waste without prejudice to the product properties. It was proposed some formulations containing varying amounts of tailings. The ceramic bodies were shaped and sintered at 1000 ºC to 1200ºC for 2 h. Results demonstrated that the material showed a decreasing in the porosity and water absorption, and an increasing in the bending strength as a result of the densification promoted by the tailing incorporation which acts as fluxing agent.

Resumo em Português:

À medida que há uma melhoria na tecnologia aplicada à saúde humana, a expectativa de vida vem aumentando, mas nem todas as partes do corpo podem manter suas funções com o processo de envelhecimento. A engenharia tecidual foi desenvolvida para substituir, reparar ou reconstruir tecidos ou órgãos perdidos ou danificados por acidentes ou doenças graves através da utilização e desenvolvimento de novos materiais, que sejam biocompatíveis, bioabsorvíveis, porosos, entre outras características. O objetivo deste trabalho é avaliar através dos ensaios in vitro o compósito poroso de hidroxiapatita - titânia (HA-TiO2), com composição de 50% HA - 50% TiO2 para obter arcabouços utilizados para engenharia tecidual óssea. Os corpos de prova foram produzidos pelo método da esponja polimérica, utilizando bicarbonato de sódio como ligante e floculante. A sinterização foi realizada em três temperaturas: a 1250 ºC; 1300 ºC e 1350 ºC. Linhagens imortalizadas de fibroblastos e osteoblastos foram utilizadas para avaliar o compósito frente à citotoxicidade, crescimento e adesão celular. Nesses ensaios foram utilizados três corpos de prova porosos em um intervalo de cinco dias. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios, com adesão e crescimento das células de fibroblastos e osteoblastos, o que serve como indicador para que esse compósito seja submetido posteriormente a ensaios in vivo.

Resumo em Inglês:

Once there is an increase on technology applied to human health, life expectancy has increased, but not all body parts can maintain their functions with aging process. Tissue engineering has developed for replacing, repairing or reconstructing lost or damaged tissues or organs by accidents or serious diseases through using and developing of new materials, which are biocompatible, bioabsorbable, porous, etc. This research aimed on evaluating in vitro essays of porous hydroxyapatite - titanium oxide (HA-TiO2) composite, with 50wt.% HA - 40wt.% TiO2 for using as scaffolds on bone tissue engineering. Samples have been made by the polymeric sponge method, using sodium bicarbonate as binder and flocculant. Sintering has been done at 1250 ºC; 1300 ºC and 1350 ºC.Fibroblasts and osteoblasts immortalized lineages have been used to evaluate the composite cytotoxicity, cell adhesion and growth. Three samples were used for those essays at an interval of five days. Results have shown satisfactory, with fibroblasts and osteoblasts adhesion and growth, which serves as an indicator for the composite can be submitted to in vivo essays.