Resumo em Português:

RESUMO O uso de concreto autoadensável (CAA) aliado ao concreto reforçado com fibras (CRF) tem sido objeto de várias pesquisas recentes. A combinação da fluidez do CAA com o uso de fibras aumenta a probabilidade de que, no processo de lançamento, seja possível causar orientação preferencial nas fibras, inclusive em elementos planos. Isto pode ser benéfico ou prejudicial ao desempenho estrutural, uma vez que a capacidade resistente pós-fissuração do CRF depende fortemente da disposição e orientação das fibras. Devido a isso, é necessário o desenvolvimento de metodologia que possibilite avaliar esta condição. O uso de ensaios especiais, como o indutivo, pode ser uma ferramenta de controle que auxilie na compreensão da influência das condições de moldagem na orientação das fibras. No entanto, não há muitas pesquisas voltadas à parametrização desta condição em elementos planos. Este estudo traz como objetivo a demonstração da efetividade de utilização do ensaio indutivo em testemunhos cúbicos extraídos de uma placa moldada com concreto autoadensável reforçado com fibras de aço. Como resultado, o ensaio indutivo permitiu medir a variação na concentração de fibras em cada testemunho e, através da orientação de fibras medida em cada cubo, traçar linhas de fluxo que apontem a influência da moldagem na orientação preferencial das fibras.

Resumo em Inglês:

Abstract The use of self-compacting concrete (SCC) combined with fiber reinforced concrete (FRC) has been the subject of several recent studies. The combination of the fluidity of the SCC with the use of fiber increases the possibility that, during the casting process, there is preferred orientation of the fibers, even in the case of slab elements. This could provoke an enhancement or a loss in structural performance, once the post cracking strength of FRC relies on the positioning and orientation of the fibers. Because of this, the development of a methodology is needed in order to allow the assessment of this condition. The use of special test methods, as the inductive test, may be a useful tool to help to understand the influence of the casting conditions in fiber orientation. However, there are not many studies focused on the parameterization of this condition in slab elements. The present study aims to use the inductive test method in cubic cores sawn from a slab made of steel fiber reinforced self-compacting concrete. As result, the inductive method was able to assess the variation in the fiber concentration and the fiber orientation in each core. The use of the individual cubes measured results turn possible to draw flow lines that point to the influence of the casting in the preferred fiber orientation and concentration.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper deals with the analysis of monotonic loading behavior in pull-out tests. The main objective is to obtain a reliable numerical model to represent the steel-concrete bond behavior using previously obtained experimental results. The tests were performed in RILEM pull-out specimen using 10 mm steel bar and concrete with compressive strength of 30 MPa. The numerical study used Ansys® software, based on FEM (Finite Elements Method). The numerical simulation adopted non-linear constitutive relationships to represent the behavior of both concrete and steel. A contact surface composed of special finite elements modeled the interface between the concrete and the steel bar, allowing a steel–concrete slip. The numerical analysis performed with variation of the main parameters of the software permitted determining the best ones, and choosing them to obtain a good representation of the bond phenomena. The numerical results had a good agreement with the experimental results. Both linear and non-linear approaches represented the pre-peak behavior, however only the non-linear model gave the best approach for the pull-out force. In addition, the numerical results had shown the simplified model can be used to represent the steel-concrete bond behavior reducing the processing time for current structures analysis.

Resumo em Português:

RESUMO O setor da construção civil, um dos maiores consumidores de matérias-primas e recursos hídricos, vem mostrando sinais rumo à uma produção sustentável. Nesse seguimento, a gestão e reuso de águas residuárias nas centrais dosadoras de concreto corroboraria para diminuição dos efeitos negativos da área com o meio ambiente. No entanto, para o reuso de água residuária tornar-se viável é necessário efetuar o seu tratamento, visando a adequação dos parâmetros como, por exemplo, alcalinidade, cloro residual livre, dureza, pH e turbidez com as normas vigentes. Sendo assim, o presente estudo avaliou as possíveis aplicações para água residuária tratada com o uso do extrato aquoso de Moringa oleifera obtido de duas formas, sendo: apenas em água destilada (EAMO) e outra em água destilada com nitrato de cálcio (EAMO/Ca2+) e com o coagulante químico sulfato de alumínio (Al2(SO4)3). Os tratamentos analisados possibilitaram redução da alcalinidade em 22% com EAMO/Ca2+ e 16% com o extrato Al2(SO4)3, diminuição da dureza em 11,4% com EAMO/Ca2+ e 4,7% com extrato Al2(SO4)3 e eficiência de remoção da turbidez superior a 85% para todos os coagulantes estudados na dosagem ótima. O pH e o cloro residual livre mantiveram-se constante. Dessa maneira, o tratamento considerado como o melhor, efetuado com EAMO/Ca2+, possibilita empregabilidade da água residuária para fins não potáveis e amassamento do concreto.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The civil construction acivities, great consumers of raw material and water resources, ha demonstrated signs to achieve a sustainable production. In this sector, the management and reuse of residual waters in concrete batchers would contribute in the decrease of negative impacts with relation to environment. However, to make the residual water reuse, viable, it is needed to make its threat, aimming the adequacy of such indicators as, alkalinity, residual free chlorine, hardness, ph and turbidity with the current regulations. Therefore, this article avaluated the possible applications for residual water threated with the use of “moringa oleifera” aqueous extract, obtained by two ways, as: only in distilled water (EAMO) and other in water distilled with calcium nitrate (EAMO/Ca2+) and with aluminium sulfate (Al2(SO4)3) as the chemical coagulant. The analized threats made the decrease of alkalinity to 22% with EAMO/Ca2+ and 16% with the Al2(SO4)3

Resumo em Espanhol:

RESUMEN El encontrar un uso al Aceite Residual Automotriz (ARA) es preponderante para la sociedad, ya que, un litro de este líquido es capaz de contaminar un millón de litros de agua potable, sin contar los daños a suelos agrícolas y aguas subterráneas. El presente trabajo tiene por objeto estudiar las propiedades físicas y mecánicas del hormigón al incorporar ARA en dosificaciones entre 0,10% y 0,80% por peso de cemento. Para alcanzar este objetivo se obtuvieron asentamientos de las mezclas frescas y las resistencias del hormigón endurecido para diferentes dosificaciones de ARA. De las resistencias obtenidas a los 28 días, se presenta una curva de regresión polinómica que permite obtener un valor óptimo de ARA, éste valor es utilizado en los ensayos de contenido de aire y tiempo de fraguado para el hormigón fresco. Mientras que para el hormigón endurecido se realizaron ensayos de resistencias a la compresión, a la tracción, velocidad de pulso ultrasónico, absorción y adherencia desarrollada entre el hormigón y las barras con resaltes. Los resultados indican que dosificaciones de ARA entre 0,10 % y 0,30%, aportan mayor resistencia a la compresión del hormigón, siendo la dosis óptima de 0,14%. Al utilizar la dosis óptima de ARA se validó que todos menos dos de los ensayos realizados en este estudio son similares al hormigón de control, las excepciones fueron la resistencia a la compresión que aumenta en un 8% y la adherencia desarrollada entre el hormigón y, las barras con resaltes que disminuye en un 9%. Por tanto, se concluye que el uso de ARA como aditivo en el hormigón, al 0,14% por peso de cemento, es factible en las mezclas de hormigón no estructural, específicamente en brocales, pavimentos rígidos, aceras, bloques, adoquines y senderos peatonales. Siendo el uso del ARA como aditivo, un aporte significativo para reducir el daño que genera al ecosistema.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Finding a use for Automotive Residual Oil (ARO) is preponderant for society, since one liter of this liquid is capable of contaminating one million liters of drinking water, without counting the damages to agricultural soils and groundwater. The purpose of this work is to study the physical and mechanical properties of concrete by incorporating ARA in dosages between 0.10% and 0.80% by weight of cement. To achieve this goal, settlements of fresh mixtures and resistances of hardened concrete were obtained for different dosages of ARO. From the resistances obtained after 28 days, a polynomial regression curve is presented that allows obtaining an optimum value of ARO, this value is used in the air content and setting time tests for fresh concrete. While for the hardened concrete tests were carried out resistance to compression, tensile, ultrasonic pulse speed, absorption and adhesion developed between concrete and bars with projections. The results indicate that dosages of ARO between 0.10% and 0.30%, provide greater resistance to compression of the concrete, with an optimum dose of 0.14%. When using the optimal dose of ARO it was validated that all but two of the tests carried out in this study are similar to the control concrete, the exceptions were the resistance to compression that increases by 8% and the adhesion developed between the concrete and, bars with projections decreases by 9%. Therefore, it is concluded that the use of ARO as an additive in concrete, at 0.14% by weight of cement, is feasible in non-structural concrete mixtures, specifically in curbs, rigid pavements, sidewalks, blocks, pavers and paths pedestrian Being the use of the ARO as an additive, a significant contribution to reduce the damage it generates to the ecosystem.

Resumo em Português:

RESUMO Actualmente, existem várias argamassas disponiveis para aplicação na industria da construção. Estas argamassas podem ser baseadas em diferentes ligantes, possuir diferentes propriedades fisicas e mecânicas e até mesmo outras propriedades especificas. Contudo, a correta selecção de uma argamassa torna-se cada vez mais dificil. Assim, surge a necessidade de classificar diferentes argamassas com base em critérios especificos e num procedimento único. Desta forma, será possivel identificar as argamassas mais apropriadas de acordo com a sua função. Neste trabalho foi utilizado um procedimento de classificação de materiais desenvolvido por Czarnecki e Lukowski, com base numa função de usabilidade. O procedimento de classificação transforma os resultados experimentais de várias propriedades num único valor numérico. Desta forma, os produtos de construção podem ser classificados de acordo com as suas propriedades individuais ou uma combinação optimizada de várias propriedades. Assim, o principal objectivo deste estudo consiste na classificação de argamassas à base de diferentes ligantes com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM). Os ligantes estudados foram a cal hidráulica, gesso e cimento. Para cada ligante foram desenvolvidas três argamassas distintas, uma argamassa de referência (0% PCM), uma argamassa com incorporação de 40% de PCM e uma argamassa com incorporação de 40% de PCM e 1% de fibras. Com base nos resultados foi possivel concluir que a incorporação de PCM afecta o desempenho global das argamassas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Currently, there are several mortars available for application in the construction industry. These mortars can be based on different binders, have different physical and mechanical properties and even other specific properties. However, the correct selection of a mortar becomes increasingly difficult. Thus, comes up the need to classify different mortars based on a specific criteria and a single procedure. In this way, it will be possible to identify the most appropriate mortars according to their function. In this research, a materials ranking procedure developed by Czarnecki and Lukowski is applied, based on an usability function. The ranking procedure transforms experimental results of properties into one numerical value. The products can be classified according to their individual properties or even an optimized combination of different properties. Thus, the main purpose of this study was the ranking of mortars based in different binders with incorporation of phase change materials. Hydraulic lime, gypsum and cement were the binders studied. For each binder, three different mortars were developed, reference mortars (0% PCM), mortars with incorporation of 40% of PCM and mortars with incorporation of 40% of PCM and 1% of fibers. Based on the results it was possible to conclude that the incorporation of PCM in mortars changes their global performance.

Resumo em Português:

RESUMO O setor residencial encontra-se muitas vezes envelhecido, apresentando necessidades de intervenções urgen-tes. Assim, torna-se importante reabilitar edifícios do ponto de vista estrutural, estético e funcional. A reabili-tação térmica é uma importante oportunidade para atingir níveis mais elevados de desempenho energético, reduzindo a elevada dependência energética dos países. As operações de reabilitação baseadas na utilização de materiais com capacidade de armazenamento e liberação de energia contribuem para a obtenção de edifí-cios mais eficientes em termos energéticos. Combinando a utilização de materiais inteligentes e fontes de energia renováveis, é possível aumentar o conforto térmico dentro dos edifícios. O principal objetivo deste trabalho consistiu na caracterização física, mecânica e térmica de argamassas baseadas em ligantes específi-cos para reabilitação, com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM). Foram estudadas argamas-sas à base de cal aérea e gesso, sendo que, para cada ligante, foram desenvolvidas argamassas com e sem incorporação de PCM. Observou-se que a incorporação de PCM nas argamassas originou diferenças no seu comportamento físico, mecânico e térmico. Verificou-se uma diminuição das resistências à flexão e compres-são, assim como uma melhorado comportamento térmico, reduzindo a temperatura máxima, aumentando a temperatura mínima e diminuindo as necessidades de aquecimento e arrefecimento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The residential sector is sometimes old, with urgent intervention needs. Thus, it is important to rehabilitate buildings from a structural, aesthetic and functional point of view. The thermal rehabilitation is an important opportunity to reach higher levels of energetic performance, reducing the high energetic dependence of the countries. Rehabilitation operations based in the utilization of materials with the capability to store and re-lease energy contribute to obtain more energy efficient buildings. Combining the use of smart materials and renewable energy sources, it is possible to increase the thermal comfort inside the buildings. The main pur-pose of this study was the physical, mechanical and thermal characterization of mortars based in specific binders for rehabilitation with incorporation of phase change materials (PCM). Mortars based in aerial lime and gypsum were studied. For each binder, mortars with and without incorporation of PCM were developed. It was observed that the incorporation of PCM in mortars caused differences in the physical, mechanical and thermal behavior. It was verified a decrease in the flexural and compressive strengths, and an increase in the thermal behavior, reducing the maximum temperature, increasing the minimum temperature and decreasing the heating and cooling needs.

Resumo em Português:

RESUMO O processo de cura das matrizes cimentícias é muito importante na determinação das suas propriedades no estado endurecido. Nessas circunstâncias, o concreto pode sofrer sérias avarias quando exposto às severas variações térmicas. As baixas temperaturas de cura em que as matrizes cimentícias são expostas podem influenciar nas propriedades no estado endurecido, principalmente nas idades iniciais, prejudicando os processos de desfôrma e escoramento. Locais de frio intenso devem seguir procedimentos específicos de dosagem e aplicação de uma matriz cimentícia. Sendo assim, essa pesquisa objetivou analisar a influência da temperatura de cura no comportamento mecânico e físico de concretos em diversas temperaturas de cura, tanto nas idades inicias como nas mais avançadas. Observou-se que a diminuição na temperatura de cura proporcionou aumento de resistência em até 26% na idade de 28 dias nos concretos analisados, apesar de que apresentaram desenvolvimento lento das propriedades mecânicas nos 7 dias iniciais. Concretos com maior consumo de cimento apresentaram melhor desempenho nas idades inicias quando submetidos às temperaturas menores que 3 oC. Porém, percebeu-se que a cura em baixas temperaturas é capaz de proporcionar misturas mais íntegras em idades avançadas, visto que atingiram maior velocidade de propagação onda ultrassônica e resistência, pelo fato de ocorrer a hidratação residual do cimento.

Resumo em Inglês:

Abstract The curing process of cementitious matrices is very important in determining their properties in the hardened state. In these circumstances, concrete can suffer serious damage when exposed to severe thermal variations. The low curing temperatures in which the cementitious matrices are exposed can influence their properties in the hardened state, especially in the early ages, impairing the processes of shaping and shoring. Intense cold places must follow specific dosing procedures and application of a cementitious matrix. Thus, this research aimed to analyze the influence of curing temperature on the mechanical and physical behavior of concretes at different curing temperatures, both at the early and later ages. It was observed that the decrease in curing temperature provided an increase of resistance up to 26% at the age of 28 days in the analyzed concretes, even though they presented slow development of the mechanical properties in the initial 7 days. Concretes with higher cement consumption showed better performance in early ages when submitted to temperatures lower than 3 °C. However, it was observed that curing at low temperatures is able to provide more intact mixtures at advanced ages, since they achieved higher ultrasonic wave propagation velocity and resistance, due to the residual hydration of the cement.

Resumo em Português:

ABSTRATO Compósito Cimentício Projetado (ECC) é um tipo de compósitos cimentícios reforçados com fibras de alto desempenho melhorados com bom comportamento de tração, compressão e flexão. O ECC é conhecido por seu comportamento de endurecimento de tensão sob tensão e tem sido cada vez mais aplicado na prática de engenharia. O processo de adicionar duas ou mais fibras em uma mistura é conhecido como hibridização. Os drives de compósitos híbridos se beneficiam de cada uma das fibras individuais adicionadas e exibem maior capacidade de resistência e deformação em comparação com os compostos de fibra monofibra. As principais aplicações da CEC são um reforço estrutural na construção e também a hibridização de fibras orgânicas são válidas apenas para condições subaquáticas e fornecerão testes adicionais relativos à capacidade de combus-tão ou inflamabilidade. Este trabalho apresenta os resultados obtidos a partir de três misturas de ECC (PVA, PP, STEEL) e quatro Compósitos Cimentícios Híbridos de Engenharia (HECC) com diferentes combinações de fração volumétrica com PVA, PP, STEEL. Os estudos experimentais foram realizados para investigar os comportamentos mecânicos de CEC e HECC. Os resultados indicam que este processo de hibridação tem um desempenho notável na resistência à compressão, resistência à tração direta e resistência à flexão.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Engineered Cementitious Composite (ECC) is a type of improved high-performance fiber reinforced ce-mentitious composites with good tensile, compression and flexural behavior. ECC is known for their strain-hardening behavior under tension and has been increasingly applied in engineering practice. The process of adding two or more fibers in a mix is known as hybridization. The hybrid composite drives benefits from each of the individual fibers added and exhibits improved ultimate strength and strain capacity compared to the mono-fiber composites. The major applications of ECC are structural reinforcement in the construction and also organic fiber hybridization is valid only for underwater conditions and they will provide additional tests concerning burnability or flammability. This work presents the results obtained from three ECC mixes (PVA, PP, STEEL) and four Hybrid Engineered Cementitious Composites (HECC) with different combinations of volume fraction with PVA, PP, STEEL. The experimental studies have been carried out to investigate the mechanical behaviors of ECC and HECC. The results indicate that this hybridation process has a notable achievement in compressive strength, direct tensile strength and flexural strength.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo desse trabalho é identificar o comportamento de alguns traços de concreto no qual há a substituição parcial da areia natural pela cinza de aterro sanitário. Foram propostos quatro traços, o primeiro com 100% areia natural, que será usado como traço de referência, o segundo com 5% de cinza de aterro sanitário, em relação a massa da areia natural, o terceiro com 10% de cinza, e, o quarto com 15% de cinza. Os traços dos concretos foram compostos de cimento, areia/cinza, brita e água, e, estes foram ensaiados quanto a sua resistência à compressão. Os resultados mostraram que os traços compostos com cinza apresentaram bom desempenho no que se refere a resistência à compressão. A relevância desse estudo se deve ao fato de que, os aterros sanitários, quando utilizado o processo de queima do lixo, produzem cinzas, ocasionando um impacto na natureza que gera um importante passivo ambiental. Portanto a utilização desse tipo de resíduo, possibilita a redução desse impacto ambiental.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The objective of this work is to identify the behavior of some traces of concrete in which there is the partial replacement of the natural sand by the landfill ash. Four traces were proposed, the first one with 100% natural sand, which will be used as reference traces, the second with 5% ash from the landfill, in relation to the natural sand mass, the third with 10% ash, the room with 15% ash. The traces of the concretes were composed of cement, sand / ash, gravel and water, and these were tested for their compressive strength. The results showed that the composite traces with ash showed good performance with respect to the compressive strength. The relevance of this study is due to the fact that landfills, when used the process of burning the garbage, produce ashes, causing an impact on nature that generates an important environmental liability. Therefore, the use of this type of waste makes it possible to reduce this environmental impact.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The use of copper slag as a partial substitute for cement in mortar preparation was studied. Copper slag samples were collected from three dumps in the Atacama Region (Northern Chile). Mortars of 40x40x160 mm (width, height, length) and curing times of 7, 28 and 90 days were used in mechanical testing. Tests were performed with 0% (control mortar), 5, 10, 15 and 20% copper slag as partial replacement of cement. The results of mechanical tests showed a gradual increase in compressive and flexural strength at 7, 28 and 90 days in mortars containing copper slag when compared with the control mortar. The major differences between the control and copper slag mortars are evident after 7 days, which indicates that the presence of slag in the blends has a retardant effect on the hardening process. On the other hand, at 90 days, compressive and flexural strength was very similar for both control mortar and mortars containing copper slag. Optimal compressive and flexural strength values are achieved with 5% of cement substitution by copper slag. The study concludes that the use of copper slag in mortars presents a viable alternative for partial cement replacement, and also contributes to mitigate adverse environmental effects of copper mining.

Resumo em Português:

RESUMO Na fabricação do concreto, cimento (o Portland é o mais usado), água e agregados (classificados em finos e grossos), são usados. Com a utilização de inúmeras matérias-primas, a geração de resíduos é inevitável, seja na construção civil ou em outros setores, como as indústrias produtoras de materiais cerâmicos. Entre os tipos de resíduos destas indústrias, pode ser mencionado o scrap cerâmico (proveniente da indústria de louças sanitárias). Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a adição de scrap cerâmicso como agregado graúdo em diferentes proporções na formulação de concretos. Para isso, foram selecionados resíduos de uma indústria do sul de Minas Gerais, e foram preparados corpos de prova para determinação das propriedades do concreto fresco (slump teste, segregação e porosidade) e endurecido (resistência à compressão) das diferentes formulações do concreto. Foram confeccionadas 5 diferentes formulações, uma de referência (CR) e quatro com resíduo cerâmico como substituinte do agregado graúdo nas proporções de 25% (CSC-I), 50% (CSC-II), 75% (CSC-III) and 100% (CSC -IV). Em relação aos concretos frescos, duas formulações não apresentaram segregação (CSC-III and CSC-IV) e duas um pequeno escorrimento de água (CSC-I and CSC-II ), entretanto, em comprometer a trabalhabilidade do concreto. Em relação às resistência à compressão, os valores médios apresentados foram satisfatórios, incluindo a formulação com 100% de scrap cerâmico (fc = 47.78 MPa). Outro importante aspecto observado nos modos de ruptura dos corpos de prova foi a pequena adesão entre o resíduo de louça sanitária e a argamassa devido à camada de esmalte no contorno do resíduo. Em relação à porosidade das formulações, aquelas com 25, 75 e 100% de resíduo apresentaram valores mais baixos em relação ao concreto de referência.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In concrete manufacture, cement (Portland type is the most used), water and aggregates (classified into coarse and fine) are used. With the use of several raw materials the generation of waste is inevitable, both in construction and in other sectors, such as the industries producing ceramic materials. Among the types of waste from such industries, can be mentioned the ceramic scrap (from the sanitary ware industry). According to the above, the aim of this research was to study the addition of ceramic scrap as a coarse aggregate in different proportions in the concrete formulation. In order to do this, was select wastes from an industry in the south of Minas Gerais (Brazil), and prepare specimens to determine the fresh (slump test, adhesiveness and porosity) and hardened (compression strength) of concrete. Were fabricated five concrete formulations, one reference (RC) and four with ceramic scrap substituted for coarse aggregate in the proportions of 25% (CSC-I), 50% (CSC-II), 75% (CSC-III) and 100% (CSC -IV). Fresh concretes, two formulations did not show adhesiveness (CSC-III and CSC-IV) and two a small water runoff (CSC-I and CSC-II), however, without compromising the concrete’s workability. Regarding the compression strength, the average values presented were very good, including the formulation with 100% ceramic scrap (fc = 47.78 MPa). Another important aspect observed in the rupture modes was the small adhesion between the ceramic scrap and the mortar due to the glazing in the contour of the waste. As for the porosity of the concretes, those with 25%, 75% and 100% of ceramic scrap in their composition presented lower values than the reference concrete.

Resumo em Português:

RESUMO Esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de uso da madeira de quatro espécies tropicais da Amazônia na produção de compósitos madeira-cimento pelo método de adensamento por vibro compactação. As partículas de madeira foram produzidas a partir de costaneiras das espécies Murici (Byrsonima crispa), Ingá vermelho (Inga paraensis), Ingá (Inga alba) e Mata-Matá (Eschweilera odora). Todas as espécies foram consideradas aptas para a produção de compósitos de acordo com o teste Fator CA . Foram testadas as propriedades físicas (densidade, absorção de água e inchamento em espessura) e mecânicas (ligação interna, flexão estática e resistência à compressão) dos compósitos. A densidade da madeira e o tamanho de suas partículas influenciaram a densidade final do compósito e suas propriedades de absorção de água e o módulo de elasticidade. A área superficial da partícula também afetou negativamente a resistência à compressão do material. Tanto o método quanto a madeira apresentaram potencial para fabricação de compósitos com possíveis aplicações como materiais de preenchimento na construção civil

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this work was evaluate the potential use of timbers from four tropical Amazonian species for production of wood-cement composites by vibro-compaction densification method. Wood particles were made from slab wood of Murici (Byrsonima crispa), Red Inga (Inga paraensis), Inga (Inga alba) e Mata-Mata (Eschweilera odora). All species were considered suitable for composites production according to the CA Factor test. Composites physical (density, water absorption and thickness swelling) and mechanical (internal bond, static bending and compressive strength) properties were evaluated. Wood density and particle size influenced the composites final density and their water absorption and modulus of elasticity properties. The particle surface area also affected negatively the material's axial compressive strength. Method and wood showed potential for production of composites with possible application as filling materials in civil construction.

Resumo em Português:

RESUMO O Estado do Rio Grande do Norte, mais especificamente no município de Parelhas, Brasil, a indústria cerâmica já é bastante consolidada, crescendo ano após ano. Entretanto, o estímulo do setor tem provocado acelerada exaustão das jazidas de argilas locais utilizadas pela indústria e, por conseguinte, ameaçando a manutenção da indústria cerâmica no município e na região Seridó. Por esta razão, tem-se aprofundado o interesse de buscar novos jazimentos de argilas, a fim de suprir as suas demandas atuais e futuras. Recentemente, foram descobertos novos jazimentos no município, todavia, estas argilas não têm sido devidamente caracterizadas, causando prejuízos tanto a qualidade final do produto, como ao seu pleno aproveitamento industrial. Assim, este trabalho tem como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente argilas extraídas de três novos jazimentos do município de Parelhas/RN, com a finalidade de classificá-las visando sua aplicação na indústria de cerâmica vermelha da região. As amostras foram beneficiadas por secagem a 60 °C, seguida de moagem e peneiramento em malha de 200 mesh. Então, foram caracterizadas por fluorescência de raios-x, difração de raios-x, análise termogravimétrica e diferencial, análise granulométrica, perda ao fogo e plasticidade. Os constituintes das amostras identificados por fluorescência de raios X foram SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, CaO e TiO2. Os difratogramas de raios-X revelaram a presença predominante dos argilominerais esmectita, feldspato, caulinita e quartzo nas amostras. A perda de massa total para as amostras variou entre 14% a 22,65%. A distribuição de partículas variou entre 0,2 a 40 µm, com diâmetro médio entre 6 e 16 µm. As amostras são classificadas como altamente plásticas e apresentam viabilidade para serem utilizadas na indústria de cerâmica vermelha.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The State of Rio Grande do Norte, more specifically in the municipality of Parelhas, Brazil, the ceramic industry is already well established, growing year after year. However, the industry stimulus has led to accelerated exhaustion of the local clay deposits used by the industry and, therefore, threatening the maintenance of the ceramics industry in the municipality and the Seridó region. For this reason, interest has been deepened in the search for new clay deposits in order to meet their current and future demands. Recently, new deposits have been discovered in the municipality, however, these clays have not been properly characterized, causing damage to both the final quality of the product and its full industrial use.Thus, this work aims to characterize physically, chemically and mineralogically clays extracted from deposits in the Parelhas/RN municipality, with the purpose of classifying them aiming to be applied in the ceramic industry of the region. The samples were beneficiated by drying at 60 °C, followed by milling and sieving in 200 mesh sieves. Then, they were characterized by x-ray fluorescence, x-ray diffraction, thermogravimetric and differential analysis, particle size analysis, ignition loss and plasticity. The constituents of the samples identified by X-ray fluorescence were SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, CaO and TiO2. The X-ray diffractograms revealed the predominant presence of the clay minerals smectite, feldspar, kaolinite and quartz in the samples. The total mass loss for the samples ranged from 14% to 22.65%. The particle distribution ranged from 0.2 to 40 μm, with an average diameter between 3 and 7 μm. The samples are classified as highly plastic and are feasible for use in the red ceramic industry.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The purpose of this study is to determine the geotechnical behavior of a clayey surface soil typical to the Manaus region (Amazonas, Brazil), when mixed with ceramic powder from brick residue produced by potteries located in the county of Iranduba, Amazonas, Brazil, and with residual sand (the reference mixture), commonly used in pavements in the region. The density of soil solids was determined, as well as particle size, consistency limits, compaction parameters and mineralogical identification using of X-ray diffraction. The following blends were made: 90% natural soil + 10% additive, 70% natural soil + 30% additive and 50% natural soil + 50% additive. The blends were evaluated according to their physical properties (Atterberg limits, grain size, and compaction) and mechanical behavior (direct shear test). The results for the compositions indicated that the larger the proportion of ceramic residue and sand, the higher the values of the apparent dry density and the lower the optimum moisture; and, in particular, the addition of ceramic residue had a positive effect on the mechanical results, clearly demonstrated by the increase in the cohesion of the 10% blend. These results validate the potential of the residue for use in road work, in addition to the environmental benefits, either as a disposal alternative of an environmental liability or as a form of minimizing natural resource extraction.

Resumo em Português:

RESUMO Visando desenvolver um novo produto com bom desempenho térmico-acústico-mecânico para servir como alternativa aos materiais comumente utilizados para vedação, foi produzido um compósito a partir de uma matriz cimentícia leve e casca de arroz. A matriz cimentícia consistindo em uma pasta de cimento com ar incorporado, que é intitulada por vários pesquisadores como concreto celular, tem como características principais sua reduzida massa específica e o grande número de pequenos poros não interligados. Por sua vez, a casca de arroz é uma fibra vegetal oriunda da benfeitoria do arroz abundante no estado do Rio Grande do Sul, que é o maior produtor nacional do grão, e que não possui atualmente uma destinação adequada. O concreto celular e o compósito (concreto celular mais casca de arroz) foram testados quanto à resistência mecânica à compressão axial simples e quanto aos desempenhos acústico e térmico. Em relação à resistência à compressão, apesar de constatar-se que a casca de arroz influenciou negativamente no produto, ambos os materiais atingiram respectivamente as resistências mínimas de 1,20 MPa e 1,50 MPa estipuladas pelas NBR 13.438 e NBR 15.270, entretanto, somente a matriz atendeu aos 3,00 MPa exigidos pela NBR 6136. Na análise acústica, o compósito obteve um melhor desempenho quanto a absorção acústica, por outro lado, quanto ao isolamento acústico os materiais não apresentaram valores estatisticamente diferentes, impossibilitando afirmar qual produto é superior. No que concerne a condutividade térmica, o compósito com casca de arroz apresentou desempenho inferior à matriz, fato atribuído à elevada quantidade de matéria orgânica presente nas fibras.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Aiming to develop a new product with good thermal-acoustic-mechanical performance to serve as an alternative to the materials commonly used for sealing, a composite was fabricated from a light cementitious matrix and rice husk. The cement matrix consisting in a cement paste with incorporated air, titled by several researchers as cellular concrete, presents main characteristics such as low specific mass and the large number of non-interconnected small pores. In turn, the rice husk is a vegetal fiber derived from the residue of rice production abundant in the Rio Grande do Sul state, the largest national producer of the grain. The cellular concrete and the composite (cellular concrete plus rice husk) were tested for mechanical resistance by single axial compression and by acoustic and thermal performance. Regarding the compressive strength, although the rice husk had a negative influence on the product, the both materials reached respectively the minimum strengths of 1.20 MPa and 1.50 MPa stipulated by NBR 13.438 and NBR 15.270, however, only the matrix (cellular concrete) hit the 3.00 MPa required by the NBR 6136. For the acoustic test, the composite obtained a better performance in acoustic absorption; on the other hand, concerned with the acoustic insulation the two materials did not present statistically difference, thus, one is impossible to affirm which one is better. About, the thermal conductivity, the composite with rice husk presented inferior performance to the matrix, which would be attributed to the high organic matter content present in the fibers.

Resumo em Português:

RESUMO Diante de uma produção cada vez mais evidente dos resíduos sólidos resultantes das ações humanas, tais como os Resíduos da Construção e Demolição (RCD), destinar adequadamente estes materiais tem ganho importância no cenário atual, pois quando dispostos irregularmente atuam de forma degradante sobre o meio ambiente e contribuem com a proliferação de vetores de doenças. Sob outra perspectiva, os problemas enfrentados pela Construção Civil na busca por áreas cujos solos apresentem propriedades favoráveis para utilização em obras de engenharia, têm incentivado o melhoramento dos solos com características insatisfatórias. Sendo assim, este artigo tem por objetivo analisar a influência de agregados miúdos reciclados de RCD nas propriedades hidromecânicas de um solo areno-argiloso, em diferentes teores de substituição (10, 20 e 30%). Para tanto, os materiais utilizados foram submetidos a ensaios laboratoriais de caracterização física de solos, compactação na energia Proctor normal, caracterização microestrutural, cisalhamento direto e permeabilidade das amostras compactadas na condição ótima de compactação. Os resultados obtidos mostram que para o solo utilizado, a adição de agregado reciclado de RCD reduz as suas frações finas e a plasticidade, pouco interfere na massa específica dos grãos, diminui em até 2% a umidade ótima, com uma baixa variação do peso específico aparente seco, e mantêm a faixa de valores dos parâmetros de resistência, todavia se verifica um acréscimo no coeficiente hidráulico do solo em mais de 13 vezes. As diferenças de comportamento hidráulico podem ser explicadas por mudanças observadas na microestrutura das amostras.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT As the production of solid waste resulting from human actions, such as Construction and Demolition Waste (CDW), has continually increased, proper disposal of these materials has become critically important, because when improperly disposed, they degrade the environment and contribute to the proliferation of disease vectors. The construction industry has also faced difficulties in searching for areas with soils suitable for use in engineering projects, leading to efforts to improve soils having unsatisfactory characteristics. This study aims to analyze the influence of recycled CDW aggregates on the hydromechanical properties of clay-sand soil at different substitution levels (10, 20, and 30%). To achieve this, the materials used were submitted to a variety of laboratory tests: physical characterization, normal Proctor energy compaction, microstructural characterization, direct shear, and permeability of the compacted samples under optimum compaction conditions. The results show that for the soil used, the addition of recycled CDW aggregate reduces its fine fractions and plasticity, interferes minimally in the real specific weight, decreases the optimal humidity by up to 2%, with a low variation of the apparent dry specific weight, keeps within the range of values for the resistance parameters, and increase in the hydraulic coefficient of the soil by more than 13 times. The differences in hydraulic behavior can be explained by observed changes in the microstructure of the samples.

Resumo em Português:

RESUMO A capital do Estado Amazonas apresenta dificuldades na construção de pavimentos devido à predominância superficial de argila em seu perfil geotécnico. Tal material mostra-se inadequado para a construção de subcamadas dessas estruturas urbanas. Avaliou-se, no presente estudo, o comportamento mecânico do solo argiloso típico de Manaus-AM na sua condição natural e quando misturado a 5% de resíduos de vidro fragmentado em dois tipos de moinho (bolas e de alta energia), a fim de melhorar suas propriedades geotécnicas. Caracterizou-se o material “in natura” e suas composições alusivo às propriedades físicas (limite de liquidez, limite de plasticidade, granulometria e compactação), bem quanto a mineralogia do solo. Determinou-se, segundo o ensaio de cisalhamento direto e pelo critério de ruptura de Coulomb, a coesão e o ângulo de atrito interno do solo argiloso e das composições solo+5% de vidro moído em moinho de bolas e solo+5% vidro moído em moinho de alta energia. Os resultados mostraram que houve significativa melhora nas propriedades do solo regional quando aditivado pelo resíduo, do ponto de vista físico e mecânico, com ênfase quando da participação do material pulverizado no moinho de alta energia. Portanto, o resíduo de vidro apresenta potencial para ser utilizado como estabilizante granulométrico na execução de vias rodoviárias, além de uma alternativa ambiental para a disposição de tais materiais.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The capital of the Amazonas State presents difficulties in the construction of pavements due to the superficial predominance of clay in its geotechnical profile. This material is unsuitable for the construction of sublayers of these urban structures. In the present study, the mechanical behavior of the Manaus-AM typical clay soil was evaluated in its natural condition and when mixed with 5% of powdered glass waste processed in two types of mills (balls and high energy) in order to improve their geotechnical properties. The natural material and its compositions was characterized in relation to their physical properties (liquidity limit, plasticity limit, grain size and compaction) and mineralogical properties, as well as the natural soil mineralogy. According to the direct shear test and the Coulomb rupture criterion, the cohesion and the internal friction angle of the clay soil were determined, as well of the soil compositions with 5% of powdered glass processed in ball mill and 5% of powdered glass processed in high-energy mill. The results showed that there was a significant improvement in the regional soil properties when glass residue is added, both physically and mechanically, with emphasis on the participation of the powdered material processed in the high-energy mill. Therefore, the powdered glass has the potential to be used as granulometric stabilizer in roadways construction, which is an environmental alternative for the disposal of such materials.

Resumo em Português:

RESUMO O presente trabalho apresenta a análise de um elemento não convencional para sistema vedação de edificações: o bloco de concreto prensado com a incorporação de PET reciclado. Para tanto foi realizada uma análise experimental realizando-se a substituição, em volume, do agregado miúdo (pó de pedra) por PET triturado, nos teores de 15%, 30% e 45%. Foram determinados características geométricas, índices físicos e características mecânicas dos blocos produzidos. Os resultados obtidos permitem concluir que os blocos que apresentaram os melhores resultados foram os com 15% de PET, uma vez que a sua resistência à compressão apresentou valor maior que a dos demais, destacando ainda uma menor absorção, resultantes possivelmente do maior grau de empacotamento e melhor homogeneidade do compósito obtido.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work shows the analysis of a no conventional element for building sealing system: a pressed concrete block incorporating recycled PET. For this it was made an experimental analysis replacing, in volume, fine aggregate (fine crushed stone) by fractions of crushed PET in contents of 15%, 30% and 45%. Were determined geometrical, physical and mechanical characteristics indexes of produced blocks. Results allow to conclude that the content that showed the best results was 15% of PET because its compressive strength showed a value greater than the others, highlighting even lower absorption, resulting from its higher homogeneity and better wrapping of the obtained composite.

Resumo em Português:

RESUMO Os impactos ambientais causados pela produção do concreto precisam ser reduzidos para torná-lo um material mais sustentável. O uso de agregados reciclados em substituição aos agregados naturais e das adições minerais em substituição parcial ao cimento são alternativas que podem tornar o concreto um material com menor carga de poluentes associada à sua produção. Com o uso da metodologia do realizada uma seleção e análise de artigos com o objetivo de avaliar o cenário de pesquisas recentes sobre concretos com agregados reciclados de resíduos de construção e demolição (RCD) combinados com diversos tipos de adições minerais. Por meio da metodologia ProKnow-C obteve-se um portfólio bibliográfico composto por onze artigos. Os artigos do portfólio foram analisados para avaliar quais adições minerais e as proporções que foram utilizadas e sua eficiência para melhorar o desempenho mecânico e a durabilidade do concreto com agregados reciclados, em substituição total ou parcial ao agregado natural, tanto fino quanto graúdo. A pesquisa mostrou que agregados reciclados de RCD podem ser utilizados em altas porcentagens de substituição aos agregados naturais quando combinados com o uso de algum tipo de adição mineral. Entre as adições utilizadas nas pesquisas avaliadas estão: a sílica ativa, cinza volante e escória granulada de alto forno e cada tipo de adição utilizada apresenta um percentual ideal para ser utilizado em substituição parcial ao cimento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The environmental impact caused by the production of concrete must be reduced to make it a more sustainable material. The use of recycled aggregates in place of natural aggregates and mineral admixture in partial replacement to cement are alternatives that can make concrete a material with lower load of pollutants associated with your production. Using the methodology of ProKnow-C (Knowledge Development Process – Construtivist), was performed a selection and analysis of articles to assess the scene of recent research on concrete with recycled aggregate from construction waste and demolition (CDW) combined with different kinds of mineral admixture. Through the ProKnow-C methodology was obtained a bibliographic portfolio composed of eleven papers. The portfolio items were analyzed to assess which mineral additions and ratio that were used and your efficiency to improve mechanical performance and durability of the recycled aggregate concrete in total or partial replacement to the natural aggregate, both fine and coarse. Research has shown that recycled aggregates of CDW can be used at higher replacement ratio for natural aggregates when combined with the use of some kind of mineral admixture. Among the additions used in research evaluated are silica fume, fly ash and granulated blast furnace slag and each type of admixture used presents an ideal ratio to be used in partial replacement for the cement.

Resumo em Português:

RESUMO A construção de grandes edifícios tem requerido a execução de blocos de fundação de grandes dimensões, com volumes que chegam a milhares de m3 de concreto. Em geral, estas estruturas são executadas em concretos autoadensáveis e/ou de altas resistências, resultando em elevados consumos de aglomerante. Nesses casos, o emprego de cinza volante em substituição ao cimento Portland é uma alternativa bastante difundida, tanto para a redução do calor de hidratação quanto para a mitigação da formação da etringita tardia. Contudo, os elevados consumos de aglomerante geralmente empregados em tais concretos resultam em altas temperaturas, pondo em dúvida a eficácia desta adição mineral para a redução do calor liberado. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar simultaneamente o efeito da substituição do cimento Portland por cinza volante na elevação adiabática de temperatura e na resistência à compressão de concretos. Para isso, foram produzidos concretos com três classes de resistência à compressão (35, 45 e 55 MPa) e quatro teores de substituição do cimento por cinza volante (0, 15, 30 e 45%). A elevação de temperatura das misturas foi monitorada por um calorímetro adiabático, durante 72 horas. Aos 28 dias, foram determinadas as resistências à compressão de corpos de prova curados no regime adiabático e à temperatura ambiente. Ainda, foram confeccionadas pastas de cimento com as mesmas relações água/aglomerante e teores de substituição de cimento dos concretos, sumbetidas à análise termogravimétrica (TGA) aos 28 dias. Os resultados mostraram que, independente da classe de resistência ou do teor de substituição da cinza volante, os coeficientes de elevação adiabática (correspondente à variação de temperatura dividida pelo consumo de aglomerante/m3 de concreto) foram bastante semelhantes. O regime adiabático promoveu uma redução na resistência à compressão aos 28 dias, na ordem de 10% em comparação à cura à temperatura ambiente. Por fim, a atividade pozolânica da cinza volante foi confirmada pela TGA. Diante dos resultados, pode-se concluir que o emprego de cinza volante em grandes massas de concreto com elevados consumos de aglomerante torna-se uma alternativa pouco eficiente para a redução da liberação de calor. Contudo, seu uso é indicado devido aos benefícios na resistência à compressão e na prevenção da formação de etringita tardia.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The construction of high buildings has required the execution of pile caps that reach thousands of m3 of concrete. In general, these structures are built using self-compacting and/or high compressive strength concretes, resulting in high binder contents. In these cases, the use of fly ash replacing Portland cement is a well-known alternative, both for the reduction of hydration heat and for the mitigation of delayed ettringite formation. However, the high binder contents generally used in such concretes results in high temperatures, creating an uncertainty about the efficacy of this mineral admixture for the reduction of the hydration heat. Thus, the current work aims to evaluate the effect of the replacement of Portland cement by fly ash in the adiabatic elevation of temperature and in the compressive strength of concretes. In this regard, concretes were produced with three classes of compressive strength (35, 45 and 55 MPa) and four cement replacement ratios by fly ash (0, 15, 30 and 45%). The temperature elevation of the concretes was monitored by an adiabatic calorimeter for 72 hours. At 28 days, the compressive strength of specimens cured in the adiabatic condition and at room temperature were determined. Finally, the pozzolanic activity of fly ash was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA). It was found that, regardless of the resistance class or the replacement content of fly ash, the adiabatic elevation coefficients (corresponding to the temperature variation divided by the consumption of binder / m3 of concrete) were quite similar. The adiabatic condition promoted a reduction in compressive strength at 28 days, on the order of 10% compared to curing at room temperature. Also, the pozzolanic activity of fly ash was confirmed by TGA. Considering the results, it can be concluded that the use of fly ash in large masses of concrete with high binder contents becomes an inefficient alternative for the reduction of the heat release. However, its use is indicated because of the benefits in compressive strength and prevention of delayed ettringite formation.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Some natural gas distributors for residential and commercial buildings in Brazil use galvanized steel tubes and fittings manufactured by the hot-dip zinc process that are supported by the specifications contained in the Brazilian Standards. Zinc coating is one of the most widely used methods to provide protection against corrosion. It is therefore essential that national and international tube manufacturers and installation and maintenance companies in civil construction also meet the defined national and international standards, especially when the tubes and fittings are used for natural gas in residential buildings. This two-way communication could eliminate most issues that delay or prevent superior galvanizing quality. Low standards lead to the deterioration of the zinc coating and the metal base of the pipes, which may lead to leaks, such as fluids, flammable gases, and other toxic products, and potentially jeopardise residential and commercial buildings. Here the importance of ensuring the quality of zinc-coated pipes is demonstrated through a series of analyses on natural gas pipe corrosion used in civil construction in Brazil. Based on Brazilian standards, the zinc mass determination per square meter, uniformity tests (Preece test) and metallographic evaluation of the deposited zinc layer were carried out on samples of galvanized tubes for natural gas. An experiment was also developed to reproduce the same conditions of subfloors (mortar beds) where there is penetration of water and humidity reaching the galvanized pipes. Metallographic analysis showed that samples of galvanized tubes by the hot-dip zinc galvanizing can have discontinuities and defects in zinc layer. Such defects associated with penetration and/or permeation of the water and humidity in the subfloor favor the corrosive process and consequently can cause gas leaks and probable accidents in residential buildings.

Resumo em Português:

RESUMO O aumento da demanda por veículos acarreta maior produção de novos pneus. No entanto, após o término de sua vida útil, eles se tornam um passivo ambiental de difícil descarte adequado, tanto pela demora em se decompor quanto por seu grande volume. Sua disposição inadequada causa grandes danos ao meio ambiente e favorece a proliferação de vetores que causam doenças ao ser humano. Com o intuito de contribuir com a logística reversa dos pneus inservíveis, o presente trabalho teve como objetivo, produzir um concreto com inserção de resíduo de borracha de recauchutagem de pneu em teores de 6% e 9% em massa, para fabricação de placas de pavimentação intertravada de baixo tráfego. O procedimento experimental da pesquisa consistiu na avaliação do comportamento mecânico, bem como, absorção de água, índice de vazios e massa específica do concreto. Também foram feitas análises macroscópicas e microscópicas com a utilização de estereoscópio e Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), respectivamente. Por fim, foi realizada uma avaliação quantitativa do benefício ambiental gerado pelo uso dos resíduos e uma análise de custos para produção de concreto com borracha. Os resultados demonstraram que adição de borracha promove uma pequena redução na resistência axial do concreto da ordem de 15,24% e 17,27% para as composições com teores de 6% e 9%, respectivamente. No entanto, todos os traços produzidos atingiram valores superiores aos 35 MPa estabelecidos pela ABNT: NBR 9781/2013, sendo assim indicados para utilização em vias de baixo tráfego. O concreto com borracha ainda apresentou vantagens, tais como, redução da massa específica e diminuição dos custos de produção em 4%. As análises apontam para a viabilidade técnica, econômica e ambiental desta tecnologia, que contribui para gestão dos pneumáticos inservíveis e confecção de peças de pavimentação de qualidade satisfatória de acordo com os padrões técnicos estabelecidos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The ever-growing demand for new cars implies that more tires are fabricated each year. Nevertheless, after the end of their lifespan, they become an environmental passive of difficult final disposition, both because of their big volume and because of their lengthy decomposition. Discarding them inadequately causes important damages to the environment and favors the proliferation of vectors of human diseases. In order to contribute to the reversal logistics of unserviceable tires, this work aims at, to create a concrete with the insertion of tire retreading rubber residue in proportions of 6% and 9% in weight, to be used in the manufacturing of interlocked blocks for low-traffic pavements. The experimental method consisted of analyzing the mechanical behavior and absorption of water, gradation and specific weight. Macroscopic and microscopic analysis with the utilization of stereoscope and Scanning Electron Macroscope (SEM), respectively, were also conducted. Finally, a quantitative evaluation of the environmental benefits of the use of the residue was made, as well as an analysis of the costs of manufacturing a concrete with rubber. The results demonstrate that the addition of rubber allows for a minor reduction of the concrete’s strength by 15.24% and 17.27% for 6wt% and 9wt% of added rubber, respectively. However, all the mixes produced exceeded the level of 35 MPa required in Brazilian regulations (ABNT: NBR 9781/2013), thus fit for the use in low-traffic roads. The concrete with rubber also offered advantages such as reduction of specific weight and 4% lower production costs. From the analysis, the technical, economic and environmental viability of this alternative is established, being it useful for the for the management of unserviceable of pneumatics and for the manufacturing of paving blocks of satisfactory quality according to the most accepted technical standards.

Resumo em Português:

RESUMO Este artigo buscou verificar a substituição parcial do agregado natural, areia (NA) por agregado de concreto reciclado (RCA) ou agregado leve (LWA) em argamassas, sob a hipótese que agregados pré-molhados produziriam melhoras nas propriedades da argamassa. Para isso, avaliou-se as propriedades das argamassas no estado fresco, como massa específica, teor de ar incorporado, consistência e calor de hidratação, bem como as propriedades no estado endurecido, como massa específica, resistência à compressão e à flexão, e instabilidade dimensional, com 0% e 100% de saturação. Os resultados mostram que as argamassas preparadas com agregado natural (75%) e agregado de concreto reciclado (25%) possuem propriedades semelhantes às argamassas preparadas com apenas agregado natural (100%) e que a pré-molhagem dos agregados não influenciou significativamente as propriedades das argamassas. Assim, constatou-se que, a substituição parcial do agregado natural por agregado de concreto reciclado é uma alternativa viável para a produção de argamassa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper examines the suitability of partially replacing natural aggregate, sand, (NA) with recycled concrete aggregate (RCA) or lightweight aggregate (LWA) in mortars, under the hypothesis that pre-wetting aggregates would produce improvement in mortar properties. Fresh mortar properties such as density, entrained air content, consistency and heat of hydration, as well as hardened mortar properties such as dry density, compressive and flexural strength, and dimensional instability at 0% and 100% saturation were determined. The results show that mortars made with natural aggregate (75%) and recycled concrete aggregate (25%) have similar properties to mortars made with only natural aggregate (100%) and that pre-wetting the aggregates does not influence the properties of mortars significantly. Therefore, partial replacement with recycled concrete aggregate is a viable alternative for producing mortar.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Due to its high carbohydrate content, algae biomass can be employed as feedstock to produce hydrogen (H2) by fermentation. However, to make the carbohydrates entrapped within the cell wall more bioavailable, algae biomass must be treated before fermentation. We submitted Kappaphyccus alvarezzi macroalgae biomass to autoclave (at 120 °C and 1 atm for 6 h) treatment and/or enzymatic (Celluclast® and/or a recombinant β-glucosidase) hydrolysis, to break down complex carbohydrates into available sugars that were used to produce H2 by fermentation. Macroalgae biomass treated with Celluclast®+β-glucosidase and with combined thermal treatment and enzymatic hydrolysis reached very similar TRS productivities, 0.24 and 0.22 g of TRS/L.h, respectively. The enzymatically treated biomass was employed as feedstock to produce H2 by Clostridium beijerinckii Br21, which afforded high yield: 21.3 mmol of H2/g of dry algae biomass. Hence, treatment with Celluclast® and recombinant β-glucosidase provided macroalgae biomass for enhanced bioconversion to H2 by C. beijerinckii Br21.

Resumo em Português:

RESUMO Estudou-se neste trabalho as propriedades de concretos com adição de fibras vegetais (sisal e rami) e de polipropileno para uso em paredes estruturais. Realizou-se uma comparação do desempenho do concreto com a adição de fibras vegetais e de fibra de polipropileno, a fim de se verificar a possível substituição. Foram avaliadas a retração por secagem restringida, pelo ensaio do anel, além das propriedades mecânicas (resistência à compressão, tração por compressão diametral e módulo de elasticidade) e físicas (massa específica, índice de vazios, absorção por imersão e por capilaridade). Os teores utilizados foram de 0,25 % e 0,5 % para as fibras vegetais e para a fibra de polipropileno o teor de 0,25 %. Em relação à retração restringida foi observado que a adição de 0,25 % de fibras não resultou em incremento do desempenho comparado ao concreto sem adição de fibras. Porém a adição de 0,5 % de fibras vegetais demonstrou resultados satisfatórios, sendo superiores ao concreto de referência. Foi constatado que as propriedades mecânicas dos concretos com adição de fibras, em geral inferiores ao concreto de referência, não sofreram grandes alterações, exceto para o concreto com o maior teor de rami, que não apresentou dispersão adequada das fibras. O concreto com 0,25 % de rami apresentou a maior absorção e índice de vazios, dentre todos os concretos estudados. Em relação à absorção por capilaridade, os concretos com adição das fibras vegetais demonstraram melhor desempenho, ou seja, redução da absorção por capilaridade. Concluiu-se que é plausível a substituição da fibra de polipropileno pelas fibras vegetais, principalmente de sisal.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The properties with addition of vegetal fibers (sisal and ramie) and of polypropylene for use in structural walls was studied in this research. An evaluation of the performance of the concrete with an addition of vegetable fibers and of polypropylene fiber was carried out, to verify the possible displacement. Were evaluated, the shrinkage under restrained conditions by ring test, as well the mechanical properties (compressive strength, splitting tension and static modulus of elasticity) and physical properties (specific mass, voids, immersion and capillary absorption). The contents used were 0.25 % and 0.5 % for the vegetable fibers and for the polypropylene fiber or 0.25 % content. In relation to the shrinkage under restrained conditions, it was observed that the addition of 0.25 % of fibers did not result in an increase in performance compared to concrete without fiber addition, but the addition of 0.5 % of vegetal fibers showed satisfactory results, being superior to the reference concrete. The mechanical properties of the concrete with fiber addition, generally lower than the reference concrete, did not undergo major changes, except for concrete with the highest ramie content, which did not present adequate fibers dispersion. The concrete with 0.25 % ramie presented the highest absorption and voids, among all the concretes studied. In relation to the absorption by capillarity, the concretes with addition of the vegetal fibers demonstrated better performance, that is, reduction of the absorption by capillarity. It was concluded that the substitution of polypropylene fiber by vegetal fibers, especially sisal, is plausible.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Se presenta un estudio experimental para producir Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHFPRC) incluyendo residuos industriales en la mezcla y determinar la resistencia a la compresión promedio. El estudio incluye arreglos factoriales para realizar análisis de varianza usando ANOVA. Los factores controlables fueron: (i) edad de la muestra; (ii) granulometría de la escoria; (iii) diseños de mezcla; (iv) porcentajes de fibras y (iv) tipo de curado. Los mayores valores de resistencia obtenidos fueron 138.12, 132.17, y 155.29 MPa, con sustituciones parciales de cemento por residuos industriales del 35, 25 y 26% respectivamente. Los diseños de mezcla fueron fabricados aplicando un procedimiento simple, usando en la mezcla materiales como cemento, humo de sílice, escoria de alto horno, polvo de cuarzo y arena fina producidos en Brasil. También se adiciona el superplastificante diluido en agua y las fibras, las cuales se incorporan cuando la mezcla se convierte en una densa masa plástica. Los resultados demostraron que todos los factores controlables tienen influencia significativa en la variable de respuesta y que la probabilidad de que las variaciones en la resistencia sean atribuidas al error experimental es menor al 1‰.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT An experimental study is presented to produce Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) including industrial waste in the mix, and determine the average compressive strength. The study includes factor arrangements to perform analysis of variance using ANOVA. The controllable factors were: (i) age of the sample; (ii) granulometry of the slag; (iii) mix designs; (iv) percentages of fibers and (iv) thermal treatment in curing. The highest resistance values obtained were 138.12, 132.17 and 155.29 MPa, with partial substitutions of cement by industrial waste of 35, 25 and 26% respectively. The mixing designs were manufactured using a simple procedure, using materials such as cement, silica fume, blast furnace slag, quartz powder and fine sand produced in Brazil. Also, the mixture includes the superplasticizer diluted in water and the fibers, which are incorporated when the mixture becomes a dense plastic mass. The results showed that all the controllable factors have significant influence on the response variable, and that the probability that the variations in resistance are attributed to the experimental error is less than 1 ‰.

Resumo em Português:

RESUMO Devido ao alto consumo de areia de rio na construção civil e sua extração abusiva, cujos resultados são a geração de diversos impactos ambientais, este estudo analisa a influência da utilização de areia de praia em substituição à areia proveniente de leito de rio na produção de argamassas de revestimento. A partir da areia de rio, foram confeccionadas outras duas variações: a primeira possuía 70% de fração fina (partículas <1,18 mm) e 30% de fração média (partículas <2,36 mm); e a segunda, 60% de fração fina e 40% de fração média. Foram utilizados cimento Portland (CP II-Z) e cal hidratada (tipo CHI) como aglutinantes em proporção constante (em massa) de 1:3 (aglomerante/agregado), com variações de 1:1:6 e 1:2:9 (cimento, cal e agregado). O programa experimental consistiu na análise dos agregados (por meio da granulometria e da massa unitária) e das argamassas no estado fresco e endurecido. No estado fresco foi determinada a relação entre o consumo de água e a consistência e a densidade de massa aparente. No estado endurecido determinou-se o coeficiente de capilaridade, a taxa de variação de massa e a resistência mecânica à compressão e à tração. Os resultados indicaram que a areia de praia e a de rio apresentam comportamentos físicos semelhantes, embora a primeira possua distribuição granulométrica mais uniforme e maior quantidade de finos, refletindo diretamente no desempenho das argamassas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Several environmental impacts are due to the high consumption of river sand in the construction industry. This study aims to analyze the influence of the use of beach sand in order to use river sand for mortar productions. From the river sand, two variations were made: the first one had 70% of fine fraction (particles <1.18 mm) and 30% of medium fraction (particles <2.36 mm); and the second, 60% fine fraction and 40% average fraction. Portland cement (CP II-Z-RS) and hydrated lime (CHI type) were used as constant and binder ratio (in weight) of 1:3 (binder/aggregate), with variations of 1:1:6 and 1:2:9 (cement, lime and aggregate). The experimental program consisted of the analysis of the aggregates (by means of the size distribution and the bulk density) and the mortars in the fresh and hardened state. In the fresh state, the relation between the water consumption and the consistency and bulk density was determined. In the hardened state, the capillary coefficient, the rate of mass change and the mechanical strength to compression and traction were determined. The results indicated that the beach and river sand presented similar physical behaviour, although the first one has a more uniform particle size distribution and a greater amount of fines, directly reflecting the performance of the mortars.

Resumo em Português:

RESUMO Atualmente, a indústria da construção é um dos principais setores europeus responsáveis pelos elevados níveis de consumo de energia, extração de matérias-primas e produção de resíduos. Cada vez mais o consumo de energia proveniente de fontes renováveis e a reutilização de resíduos industriais constituem a única maneira de minimizar este problema para o meio ambiente e sociedade. A incorporação simultânea de materiais de mudança de fase (PCM) e cinzas volantes (FA) em argamassas permite aumentar a eficiência energética nos edifícios e diminuir a quantidade de extração de matérias-primas e de resíduos depositados em aterro. O desenvolvimento de argamassas com incorporação de PCM e cinzas volantes contribui para uma melhoria significativa dos parâmetros de conforto no interior de edifícios e do meio ambiente. O PCM permite regular a temperatura no interior dos edifícios utilizando como recurso apenas energia solar, diminuindo as necessidades de utilização de equipamentos de climatização. O PCM possui a capacidade de absorver e liberar energia para o meio ambiente. O principal objetivo deste trabalho consistiu na caracterização física, mecânica e térmica de argamassas com incorporação de PCM e FA. Foi possível concluir que a incorporação simultânea de PCM e FA permitiu obter argamassas homogêneas e adequadas, com boas propriedades físicas e mecânicas e um comportamento térmico melhorado quando comparadas às argamassas sem incorporação e apenas com incorporação de PCM.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Nowadays, the construction industry is the one of the main European sector responsible for the higher levels of energy consumption, raw materials extraction and waste production. Increasingly the consumption of energy from renewable sources and reusing industrial wastes is the only way to minimize this problem for the environment and society. The simultaneous incorporation of phase change materials (PCM) and fly ash (FA) in mortars allow increase the energy efficiency in buildings and decrease the amount of the raw materials extraction and waste materials landfilled. The development of mortars with incorporation of PCM and fly ash contributes to a significant improvement of the comfort parameters inside buildings and in the environment. The PCM allow regulating the temperature inside buildings using only solar energy as a resource, decreasing the air conditioning needs. The PCM has the capability to absorb and release energy for the environment. The main purpose of this study was the physical, mechanical and thermal characterization of mortars with incorporation of PCM and FA. It was concluded that the simultaneous incorporation of PCM and FA leads to homogenous and suitable mortars, with good physical and mechanical properties and an increased thermal behavior when compared to the mortars without incorporation of PCM and only with incorporation of PCM.

Resumo em Português:

RESUMO A crescente geração de resíduos resulta em uma intensa preocupação quanto à disposição final destes materiais. Os advindos da indústria de cerâmica vermelha despertaram o interesse para o uso em argamassas e concretos, pois, devido a sua composição, são capazes de gerar reação pozolânica. Neste trabalho, foram realizados testes com os resíduos coletados em três empresas (A, B e C) da região sul de Santa Catarina, caracterizando-os e, posteriormente, produzindo argamassas com 10% de substituição e adição em relação à massa de cimento. Partindo de um planejamento experimental de misturas, verificou-se a influência de cada resíduo na resistência à compressão e tração das argamassas. Embora as análises químicas e os difratogramas de raios X tenham demonstrado características semelhantes para ambos os resíduos, as amostras contendo apenas o resíduo C conciliaram maiores valores de resistência à compressão e tração. Apesar das diferenças observadas nas propriedades mecânicas entre as misturas, a análise estatística do planejamento experimental comprovou que, ao trabalhar com um traço de 10%, as resistências não são significativamente alteradas pela composição da adição/substituição. Exceto para as composições com 10% de adição, não houve evidências estatísticas de que as propriedades mecânicas das misturas que combinam os piores resultados de resistência à compressão e tração são diferentes da amostra de referência. Os resultados indicam que parte do cimento pode ser substituída pelo resíduo de cerâmica vermelha sem prejuízos ao desemprenho mecânico da argamassa e que, ao se trabalhar com adições, há um aumento da resistência à compressão, viabilizando sua incorporação e criando um meio para a reciclagem deste material.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The increasing generation of wastes results in great concerns about the final disposition of certain materials. The waste from the red-ceramic industry has aroused interest for its potential use in concretes and mortars because of its composition, as well as its capability to generate a pozzolanic reaction. In this work, tests were done with the wastes collected in 3 industries (A, B and C) from the southern Santa Catarina State (Brazil). The wastes were characterized, and subsequently, mortars were produced with 10% substitution and addition in relation to the cement mass. With the use of an experimental design of mixtures, the influence of each waste on the compressive and tensile strengths of the mortars was verified. Although the chemical compositions and the X-ray diffractograms demonstrated similar characteristics for both wastes, the samples containing only C waste obtained better values of compressive and tensile strengths. Despite the differences observed in the mechanical properties between the mixtures, the statistical analysis of the experimental design proved that with 10% addition/substitution, the mechanical strengths were not significantly changed by the composition. Except for the composition with the addition of 10% waste, there was no statistical evidence that the mechanical properties of the mixtures combining the worst results of compressive and tensile strengths were different than the reference sample. The results showed that a part of the cement can be substituted by red-ceramic waste without affecting the mechanical performance of the mortar, and that with the additions, there is an increase in the compressive strength, enabling its incorporation and creating a way for the recycling of the material.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The CLT is a building material that comes mainly used in Europe where it was developed. Lightweight, sturdy and eco-friendly, this material has become one of the most important constructive methods in the world. CLT are panels formed by layers of wood glued to each other orthogonally, always in odd numbers, symmetrical with respect to the central layer. The dimensions can vary from 50 to 500 mm in thickness, and depend on the application, which can be a slab or wall element, the width and length are adjustable, being able to produce up to 20 meters in length. This work presents tests and results obtained in two types of CLT panels produced in a laboratory. One panel made with Pinus taeda and MUF (melamine urea formaldehyde) adhesive and other one made Eucalyptus urograndis with PU (polyurethane) adhesive. The objective was to evaluate the stiffness and to through the analytical method using the Analytical Design Method (γ-method), and through experimental tests in the laboratory, comparing the values obtained in each method. In the experimental test, the Eucalyptus panel obtained better strength and stiffness than Pinus panel, and in analytical calculation using the Analytical Design Method (γ-method), obtained Elastic Modulus (MOE) values slightly above experimental values, and stiffness values (EI) considerably below experimental values. Concluded that the Cross Laminated Timber produced with Pinus and Eucalyptus planted in Brazil obtained resistance and stiffness considered suitable for structural use and showed that it could be a new alternative of constructive material to be used in the country.

Resumo em Português:

RESUMO A construção a seco tem sido considerada uma alternativa tecnológica aos sistemas construtivos convencionais e, no Brasil, sistemas como o Light Steel Frame e Drywall passaram a ser empregados em maior escala nos últimos anos. Basicamente, estes sistemas consistem em painéis estruturados por perfis de aço, preenchidos internamente por uma lã de isolamento e fechados com placas planas nas faces externa e interna. Foi verificado que, no Brasil, as placas mais usadas no fechamento externo destes painéis são produzidas à base de cimento Portland e fibras, sendo, então, comumente denominadas de fibrocimento. Contrapondo, percebe-se na China e EUA alternativas como placas fabricadas com óxido de magnésio, denominada placas planas magnesianas, cuja aplicação tem sido incipiente pela construção brasileira. A norma de desempenho para habitações residenciais (NBR 15.575), propõe uma análise acústica destes painéis a partir de um protótipo, adotando como variável a placa plana de fechamento. Foram então estudadas as diferenças no isolamento de sons aéreos avaliado a partir da medição do parâmetro D2m,nT em função de frequência segundo a norma ISO 140-5 e o cálculo do parâmetro D2m,nT,w (ISO 717-1), tendo como critério a norma NBR15575-4. Os resultados apresentados neste trabalho demonstraram que as placas planas à base de magnésio podem colaborar para um melhor isolamento sonoro em toda faixa de frequência, sendo observado um ganho de 4dB no isolamento comparativamente às placas convencionais de fibrocimento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Dry construction has been considered as a technological alternative to conventional construction systems, and in recent years, systems as Light Steel Frame and Drywall have been used on a larger scale in Brazil. These systems consist of structured panels by steel profiles, filled internally by an insulation wool and sealed with flat plates on internal and external faces. It was verified that, in Brazil, the most used slabs in the external closure of these panels are produced from Portland cement and fibers, and there are therefore commonly referred how fiber cement. In the China and the US, they have alternatives such as plates made with magnesium oxide, called flat magnesium plates, whose application has been incipient by the Brazilian work construction. The performance standardization for popular residential (NBR 15.575), it was proposed an acoustic analysis of these panels from a special prototype, adopting as variable the plane flat. The differences in air sound insulation evaluated from the measurement of the parameter D2m, nT as a function of frequency according to ISO 140-5 and the calculation of the parameter D2m, nT, w (ISO 717-1) were studied, having as criterion the NBR 15575-4. The results presented in this work demonstrated that the magnesium based flat plates can collaborate for a better sound insulation throughout the frequency range, with a gain of 4dB in the insulation compared to conventional fiber cement panels.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Direct current (DC) plasma nitriding offers some disadvantages, especially in parts with complex geometries, where the presence of edges is significant, such as gears, molds, and needle punched parts are strongly affected by this effect, leading to irregular formation of nitrided layers and high variation in surface hardness. To solve these problems two techniques were developed as alternatives, namely: pulsed plasma nitriding and cathodic cage nitriding. In this work, these three nitriding techniques were compared using AISI 1045 steel as substrate. Steel discs were nitrided with the purpose of evaluating the influence of these different plasma configurations on the characteristics of the nitrided layer. The treatments in the three techniques were carried out at the same pressure, temperature, time and gas atmosphere. The samples were characterized for the microstructure, microhardness and crystalline phases present. X-ray diffraction with grazing incidence was used to verify the order of the nitrites formed and to estimate the thickness of the single-phase layers. Differences between the configurations with respect to the occurrence of restriction rings, total thickness (xε +xγ') and relative (xε/xγ') compound layers were observed.

Resumo em Português:

RESUMO O trabalho apresenta o potencial energético de blendas de bagaço de cana-de-açúcar e podas de mangueira e cajueiro. As amostras foram caracterizadas por meio da determinação do poder calorífico superior, densidade, análise imediata (umidade, cinzas, matéria volátil e carbono fixo), análise elementar e termogravimetria. As misturas foram preparadas com diferentes frações em massa. Após avaliação qualitativa e quantitativa das amostras verificou-se quais blendas apresentaram os melhores resultados e, em seguida, os briquetes foram produzidos. As misturas de bagaço de cana:poda de mangueira (frações 50%: 50%), bagaço de cana:poda de cajueiro (frações 50%: 50%) e bagaço de cana:poda de cajueiro:poda de mangueira (frações 50%: 25%: 25%) foram utilizadas na produção dos briquetes. A última parte do trabalho apresenta a diferença entre o potencial energético dos briquetes e do bagaço de cana. A densidade energética dos briquetes de bagaço de cana-de-açúcar e poda de mangueira aumentou de 1,79 para 13,55 (kJ cm-3), em relação ao material não compactado. Os briquetes com poda de cajueiro variaram de 1,97 a 12,75 (kJ cm-3) e os briquetes de bagaço de cana:poda de cajueiro:poda de mangueira variaram de 2,46 a 12,18 (kJ cm-3). O briquete de bagaço de cana apresentou variação de 1,25 para 13,22 (kJ cm-3). A investigação do potencial energético de bioprodutos agrícolas (podas de mangueira e cajueiro) em mistura com bagaço de cana-de-açúcar, apresenta à indústria sucroalcooleira uma nova possibilidade de reutilização de resíduos de biomassa para obtenção de energia.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The work shows the energy potential of blends of sugarcane bagasse with the mango tree and cashew tree's pruning. The samples were characterized by gross calorific value, density, proximate analysis (moisture, ash, volatile matter and fixed carbon), elemental analysis and thermogravimetry. The blends were prepared with different mass fractions. After evaluation of the samples qualitative and quantitative analyses, it was verified which blends showed the better results and then the briquettes were prepared. The blends of sugarcane bagasse:mango tree pruning (fractions 50%:50%), sugarcane bagasse:cashew tree pruning (fractions 50%:50%), and sugarcane bagasse:cashew tree pruning:mango tree pruning (fractions 50%:25%:25%) were used to the briquettes production. The last part of the work shows the difference between the energy potential of the briquettes and the sugarcane bagasse. The energy density of the briquettes of sugarcane bagasse and mango tree pruning increased from 1.79 to 13.55 (kJ cm-3), in relation to the uncompacted material. The cashew tree pruning's briquettes varied from 1.97 to 12.75 (kJ cm-3), and the briquettes of sugarcane bagasse:cashew tree pruning:mango tree pruning varied from 2.46 to 12.18 (kJ cm-3). The sugarcane bagasse briquette showed a variation of 1.25 to 13.22 (kJ cm-3). The investigation of the energy potential of agricultural bioproducts (mango and cashew tree's pruning) in mixture with sugarcane bagasse presents to the sugar-alcohol industry a new possibility of reuse of biomass waste to obtain of energy.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Liquid organic hydrides, e.g. 9-ethylcarbazole, are potentially interesting hydrogen storage materials because of their reversible hydrogen sorption properties. In this study, the isobaric specific heat capacity of 9-ethylcarbazole in solid and liquid phases was investigated using adiabatic calorimeter. The experimental setup consisting of two basic components adiabatic calorimeter and pressure unit was developed. To calibrate the apparatus the specific heat of the water was measured. The experimental data points were obtained at 0.1 MPa to 0.88 MPa pressure range and 353 K to 480 K temperature range. The specific heat dependence on pressure and temperature was presented. The increase in specific heat of 9-ethylcarbazole was observed with increasing pressure and temperature for solid phase, while for liquid phase decrease in trend was observed for increasing pressure.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Flow drilling process produces bushes for removable joints that can be threaded by forming tapping process, reducing stages in production of components of automobile industry and in construction sheds. High strength and low alloy steels (HSLA) are employed on several applications in the processing industry. Benefits provided by these materials make them an efficient solution, since their high cold resistance allows reducing weight on structures, as well as maintaining the required mechanical properties. The present study evaluated the conventional and friction drilling processes in HSLA steel sheets with a thickness of 4.25 mm. Specimens were subjected to cyclic loadings, with no rework after holemaking, so the resultant characteristics of each process were maintained. Fractured surfaces were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) to identify the fracture mechanism in different drilling processes. Fractographies obtained on both processes indicated that the failure mechanism occurred due to ductile fracture resulting from the nucleation, growth and coalescence of micro cavities.

Resumo em Português:

RESUMO A carnaúba (Copernicia prunifera) é uma espécie vegetal comum no Nordeste do Brasil e possui grande importância comercial no que se refere a exploração/exportação da cera extraída de suas folhas. Assim, visando o pleno aproveitamento dos resíduos gerados na cadeia produtiva da carnaúba, neste trabalho é apresentada a caracterização da palha e do talo “in natura”, bem como pós densificação (produção de briquetes), com o objetivo de investigar a possível aplicação como biocombustíveis. A metodologia experimental envolveu a determinação dos teores de umidade, cinzas, voláteis, carbono fixo, poder calorífico superior, ensaios de resistência ao impacto, compressão diametral e termogravimetria. A análise elementar (CHNS/O) também foi realizada. Com relação ao teor de voláteis os valores obtidos foram 70,89% e 81,12% para a palha e o talo in natura e 70,02% e 80,41%, para os briquetes de palha e talo. Para carbono fixo obteve-se 19,98% e 16,08 % para a palha e o talo in natura e 20,9% e 16,8%, para os briquetes de palha e talo, respectivamente. Quanto ao conteúdo energético, a palha in natura obteve poder calorífico superior da ordem de 17,51 MJ/kg e o talo in natura 17,29 MJ/kg. No que se refere a densidade energética, a produção dos briquetes proporcional aumentos da ordem de 328,9% (2,98 para 12,78 kJ/cm3) para a palha e de 292% (2,89 para 11,33 kJ/cm3) para o talo. Quanto ao ensaio de resistência mecânica, o briquete de palha apresentou uma resistência de 0,1 MPa e o briquete de talo de 0,3 MPa. Diante do exposto, pode-se inferir que a palha e o talo de carnaúba possuem potencial para utilização como biocombustíveis.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The carnauba (Copernicia prunifera) is a common plant species in Northeast Brazil and has a great commercial importance due to exploration/exportation of the wax extracted from its leaves. Therefore, aiming the use of the residues derived from carnauba's production chain, this work shows the characterization of the stalk and straw "in natura", and after densification (briquettes production), with the aim to investigate the possible application as biofuels. The analyses involved the determination of moisture, ash, volatile matter, fixed carbon, gross calorific value, impact resistance, diametrical compression, and thermogravimetry. Elemental analysis (CHNS/O) was also performed. In relation to the volatile matter the carnauba's straw and stalk "in natura" obtained 70.89% and 81.12% while carnauba briquettes of straw and stalk showed 70.02% and 80.41%, respectively. For the fixed carbon - a calculated value - the results were 19.98% for the straw and 16.08% for the stalk. After briquettes production were obtained 20.9% and 16.8% for the straw and the stalk, respectively. In relation to the gross calorific value, the carnauba's straw and stalk "in natura" obtained 17.51 MJ/kg and 17.29 MJ/kg. For the energetic density, briquettes' production provided an increase of 328.9% (2.98 to 12.78 kJ/cm3) for the straw and 292% (2.89 to 11.33 kJ/cm3) for the stalk. The mechanical resistance test for the carnauba's straw briquette showed 0.1 MPa and the carnauba's stalk briquette showed 0.3 MPa. According to the results, it can be inferred that the carnauba's straw and stalk have the potential for use as biofuels.

Resumo em Português:

RESUMO Uma variedade de estudos tem sido realizados com o intuito de produzir celulases de baixo custo para serem utilizadas na produção de álcool de segunda geração (2G) a partir de resíduos lignocelulósicos. Dentre eles destaca-se o uso de bagaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono para o crescimento dos microrganismos. Baseado nisso, este artigo teve como objetivo realizar uma revisão bibliométrica sobre o uso do Aspergillus niger empregando como fonte de carbono o bagaço de cana-de-açúcar, pretendendo a produção de celulase, através do estudo dos avanços científicos e tecnológicos sobre os temas. Para efetuar a revisão, recorreu-se ao banco de dados Web of Science, inserindo-se quatro palavras-chave: “Aspergillus niger”, “cellulase”, “cane” e “submerged” entre os anos de 1945 e 2018. A partir desta pesquisa, foi possível apontar os autores, periódicos e grupos de pesquisas mais importantes neste assunto. Identificou-se um aumento do número de publicações ao longo dos anos por diversos países, revelando o interesse pela produção de celulases de menor custo para geração de álcool 2G. O Brasil foi o país com o maior número de publicações sobre o tema, devido a grande capacidade de plantio de cana-de-açúcar e produção de álcool. Pela análise das redes de co-citação dos autores verificou-se a existência de uma relação dos grupos de pesquisa no Brasil, entre as cidades de Campinas, São Paulo e Curitiba e outra associação na Dinamarca, entre as cidades de Lyngby e Copenhagen.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A variety of studies have been realized with the objective of producing celulases with low cost to be used in the production of second generation alcohol (2G) from lignocellulosic residues. Among them, the use of sugarcane bagasse as carbon source for the growth of microorganisms is highlighted. Based on this, this article aimed to carry out a bibliometric review on the use of Aspergillus niger using sugarcane bagasse as a carbon source, aiming the production of cellulase, through the study of scientific and technological advances on the themes. To perform the review, we used the Web of Science database, inserting four keywords: "Aspergillus niger", "cellulase", "cane" and "submerged" between the years of 1945 and 2018. From this search, was possible to identify the most important authors, periodicals and research groups in this subject. It was identified an increase in the number of publications over the years by several countries, showing interest in the production of lower cost cellulases for 2G alcohol generation. Brazil was the country with the largest number of publications on the subject, due to the great capacity of planting sugarcane and production of alcohol. By analyzing the correlation networks of the authors it was verified the existence of a relation of the research groups in Brazil, between the cities of Campinas, São Paulo and Curitiba and another association in Denmark, between the cities of Lyngby and Copenhagen.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The growth of oil exploration and transport in marine environments brings concern over potential environmental disasters caused by oil spills. Thus, various materials are being developed and studied in order to minimize environmental impacts caused by these oil spills. Among these materials, the use of sorbents has appeared as a great potential technique for the treatment of effluents, by separating and collecting oil in the aqueous medium. This work describes the development of a sorbent system based on acetylated microfibrillated cellulose. Initially, cellulose fibers were modified by an acetylation reaction and thereafter, by a mechanical process using a wheel mill grinding. To produce the sorbent system, fibers were coated by three different types of envelopes to prevent leakage during the sorption experiment. Main results indicate a higher oil sorption by sorbents with higher oil viscosity and higher grammage of the envelope. Acetylated microfibrillated cellulose showed low water adsorption and high selectivity to oil and greater oil sorption values than commercially sorbent currently used, based on polypropylene fibers.

Resumo em Português:

RESUMO A Carbonização hidrotermal (HTC) de cascas do fruto de Magonia pubescens A. St. Hil. Sapindaceae (Tingui do cerrado) é apresentada como uma proposta inédita na produção de hydrochars a partir de precursores de espécies do Cerrado Brasileiro, onde se verificou a influência da temperatura nas propriedades dos materiais obtidos. Os hyrochar obtidos foram caracterizados em termos de rendimento em peso, análise elementar e estimativa do poder calorífico superior (PCS), análise de espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), difratometria de raios-x (DRX) e avaliação da capacidade de adsorção. O aumento da temperatura afetou negativamente o rendimento do hydrochar, o qual variou entre 46,25 % e 27,42%, nas temperaturas de 170 e 190 °C, respectivamente. Hydrochars com maior teor de carbono (64,10%) foram obtidos em baixa temperatura (170 °C), o qual também apresentou maior poder calorífico superior (23,94 MJ kg-1) e área superficial específica (44,0 m2.g-1). A evolução das razões atômicas H/C e O/C indicou processos de desidratação e descarboxilação durante a carbonização hidrotérmica. As isotermas de adsorção-dessorção de N2 a -176 ºC, resultantes da análise das propriedades texturais e estruturais, demonstraram a presença de mesoporos na estrutura dos hydrochars. Na avaliação da capacidade de adsorção com azul de metileno, a isoterma de Langmuir foi a que melhor explicou o comportamento de adsorção, tendo os hydrochars obtidos a 170 e 180 °C as maiores capacidades de adsorção (139,38 e 202,40 mg g-1, respectivamente). Os resultados indicaram a carbonização hidrotermal de cascas do fruto de tingui como uma nova estratégia para o desenvolvimento de hydrochars com alto rendimento, teor de carbono elevado e alta eficiência de adsorção, valores superiores a diversos trabalhos encontrados na literatura.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The hydrothermal carbonization (HTC) of bark of the fruit of Magonia pubescens A. St. Hil. Sapindaceae (Tingui do Cerrado) presents as an unprecedented proposal for the production of hydrochars from precursors of Brazilian Cerrado species, where the influence of temperature on the properties of the obtained materials is verified. The obtained hydrochar were characterized in terms of yield, elemental analysis, estimation of the higher calorific value, infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, and methylene blue adsorption. The temperature increases affected negatively hydrochar yield, which varied between 46,25% and 27,42%, at temperatures of 170 and 190 °C, respectively. Hydrochar with higher carbon content (64,10%), higher calorific value (23,94 MJ kg-1) and specific surface area (44,0 m2 g-1) were obtained at 170 °C. The evolution of the atomic ratios H/C and O/C indicated processes of dehydration and decarboxylation during hydrothermal carbonization. The adsorption-desorption isotherms of N2 at -176º C resulting from the analysis of the textural and structural properties demonstrated the presence of mesopores in the structure of the hydrochars. In the evaluation of the adsorption capacity with methylene blue, the adsorption data correlated well with the Langmuir isotherm. In this analysis, the hydrochars obtained at 170 and 180 °C demonstrated the highest adsorption capacity (Qmax = 139,38 and 202,40 mg g-1, respectively). The results indicated the hydrothermal carbonization of the bark of the tingui fruit as a new strategy for the development of hydrochars with high yield, high carbon content and high adsorption efficiency, higher values than several papers found in the literature.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The depletion of fossil fuel reserves and climate change caused by atmospheric pollution has led the human being to seek alternatives that are less damaging to the environment. The concern and the awareness of the population open space for the study of renewable energies to be deepened, among them the best use of solar energy. The use of alternative materials to replace selective surfaces is a natural trend, since improvements in surface efficiency are usually sought while attempting to reduce costs. Composite substances are already used to obtain some selective surfaces, and, as a result, the search for better processes awakens research on more appropriate and lower cost materials, which represents a great scientific potential in the evolution of these technologies. Thus, the present work consisted in obtaining and studying selective surfaces for applications in low-cost flat plate solar collectors, using residues from the granite industry. Five different surfaces were studied, varying the weight percentage: 100% granite powder, 75% granite powder + 25% chromium oxide, 50% granite powder + 50% chromium oxide, 25% granite powder + 75% chromium oxide and 100% chromium oxide. For the tests, an experimental wooden stand was built, and it was possible to simulate the conditions of a flat plate solar collector. To characterize the surfaces, scanning electron microscope (SEM) techniques, infrared analysis, X-ray diffraction and UV-VIS absorbance determination, as well as graphs with surface temperatures and with radiation, during the tests in the sun, were used. The surfaces` efficiency was determined by the ratio of the absorptivity by the emissivity, as well as the trademark MRTiNOX, a commercial selective surface applied on copper substrate. For this, an efficiency of 23.56 was obtained, while for the 50% granite and 50% chromium surfaces the value of 23.27 (closest to the trade mark) was calculated. Therefore, replacing the traditional components of selective surfaces with granite proved to be a satisfactory solution, contributing to the reduction of costs with work involving solar energy.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The study aimed to assess how the crystallization and ageing times in SBA-15 synthesis influence the reproducibility and particle size of mesoporous molecular sieves. X-ray diffraction showed that higher crystallization times provide greater reproducibility of mesoporous silica, due to the fact that there is no significant variation in the width and intensity of peaks, while the same is not true for shorter crystallization times. Ageing time does not seem to exercise a significant influence when higher crystallization times are used in the synthesis. Scanning electron microscopy observations revealed that shorter crystallization times led to larger crystals in addition to the formation of large agglomerates, whereas with higher crystallization times the trend is to obtain smaller and more uniform grains. It is proposed that hydrogen bonds may be responsible for the formation of smaller particles and it is also established that depending on the synthesis conditions the reproducibility of the process can become low.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The demonstration is an effective initiative to bridge the gap between a premature technology and its large-scale commercialization. A systematic method of LCA was used to perform the well-to-wheel analysis of a CNG light-duty truck operated with 0%, 15%, and 30% blends of hydrogen with compressed natural gas fuel under the system boundary of “per vehicle km”. The GREET simulation was performed on GREET_1 (Excel Series_2017) to evaluate hydrogen production pathways with numerous parametric assumptions adopted to base the study in the context of China. Resource use, fossil energy use, GHG emission, and major air pollutants namely NOx and PM were studied. The idea was to demonstrate the effects of hydrogen addition throughout the entire fuel cycle of end-use of HCNG in an HCNG® LDV. The hydrogen blend of 30% with conventional CNG decreased the well-to-wheel GHG emission compared with 0%HCNG by 32.982%, 29.275%, and 9.694% with hydrogen pathways such as solar, biomass, and coke oven gas, respectively. Moreover, for 30%HCNG (Conv.NG), the well-to-wheel total energy consumption was increased by 15.176%, and 15.719% for solar and biomass-based pathways, respectively. However, although the energy consumption was increased for solar and biomass-based 15%HCNG and 30%HCNG pathways compared with 0%HCNG, the feedstock used was renewable and qualitatively cleaner. The worst scenario was found in the form of 30%HCNG (Conv.NG) with grid electrolysis pathway which showed 60.648% increment in WTW GHG and 75.479% increment in WTW total energy compared with baseline 0%HCNG (Conv.NG). The booming renewable electricity generation and availability of a tremendous amount of coke oven gas as by-products from coking industries in China can establish a prospective platform for sustainable hydrogen economy in China and is supposed to promote the commercialization of HCNG vehicles in future.

Resumo em Português:

RESUMO O uso de resíduos oriundos do processo de beneficiamento de ágata (pó de ágata) em argamassas e concretos de cimento Portland é viável tecnicamente por suas propriedades mecânicas e de durabilidade. Porém, não existem pesquisas que avaliem o perfil ambiental dos materiais produzidos. O presente estudo visa avaliar os impactos ambientais potenciais associados ao ciclo de vida de argamassas e concretos fabricados com a utilização de pó de ágata como substitutivo do cimento Portland e de agregado miúdo, respectivamente. Para tanto, considerou-se proporcionamentos definidos em análises laboratoriais executadas previamente a este trabalho, em uma avaliação do berço ao portão (cradle to gate), onde foram avaliados os seguintes impactos, de acordo com a metodologia CML-IA: mudança climática, acidificação do solo e da água, eutrofização, depleção da camada de ozônio e depleção de recursos abióticos (fóssil e não fóssil). Resultados demonstram redução dos impactos potenciais de até 30%, para o uso do resíduo em substituição ao cimento em argamassas. Reduções pouco expressivas são observadas para o uso do resíduo em substituição ao agregado miúdo, porém o ganho de resistência mecânica justifica a aplicação do resíduo em casos específicos. Uma vez que todos os impactos avaliados estão fortemente relacionados ao consumo de cimento, considera-se que o uso do resíduo em substituição ao cimento é a alternativa mais ambientalmente viável, para os casos avaliados. A participação dos processos relacionados ao transporte de mercadorias em todas as categorias de impacto valida a utilização de produtos produzidos/extraídos localmente. Finalmente, estudos futuros devem considerar o desempenho dos materiais produzidos, em comparação aos de referência.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The application of residues from agate beneficiation process (agate powder) in mortars and concretes based on Portland cement is technically viable considering materials mechanical properties and durability. However, there is a lack of studies that assess the environmental profile of the produced materials. This paper aims to evaluate the potential environmental impacts associated to the life cycle of mortars and concretes produced with the application of agate powder in substitution of Portland cement and fine aggregate, respectively. To that, experimental designs defined in previous studies were considered, to perform a cradle to gate analysis, where the following impacts were evaluated, according to CML-IA method: climate change, soil and water acidification, eutrophication, ozone layer depletion, and resources depletion (fossil and non-fossil). Results show up to 30% reduction of potential impacts, for the application of the residue in substitution to Portland cement in mortars. Less expressive reductions are observed for the use of the residue in substitution of the fine aggregate; however, gains on mechanical strength justify the application of the residue in specific cases. Since all the assessed impacts are closely related to cement consumption, the application of the residue to replace cement is considered the most environmentally viable alternative, for the evaluated cases. The participation of the transport processes in all impact categories validates the application of materials locally produced/extracted. Finally, future studies shall consider the performance of the produced materials, in comparison to the reference ones.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The variety of sulfides (inorganic compounds formed by combining sulfur with a metal element) present in earth crust is not small, which makes it difficult to avoid the use of sulfide-bearing aggregates in the concrete, especially in places where another source of material is non-existent or economically impracticable, as is the case of dams in Brazil. Within this scenario, this work presents an evaluation of the long-term behavior of mortar produced with aggregates containing pyrite and pyrrhotite. For the study, rock samples from the Irapé Hydroelectric Power Plant area in Minas Gerais (Brazil) were used. This plant was built in a geological site where the rock presented sulfide levels of at least 3%. These rock samples were first ground and then used as aggregates in mortars, which were, during almost 1300 days, subjected to three different exposed conditions: 1-temperature of 23° ± 2°C and relative humidity of 95 to 100%; 2-submerged in calcium hydroxide solution diluted in water almost 850 days and then kept in water up to 1300 days, both in room temperature; 3-submerged in calcium hydroxide solution diluted in water at 50° C during almost 850 days and then kept in water (50° C) up to 1300 days. The presence and amount of pyrrhotite were obtained from a leaching process of the material (aggregate or mortar) in a solution of hydrochloric acid. This procedure allowed also the evaluation of the pyrite content. The results showed that the calcium hydroxide solution speeds up the expansion just like the temperature. It was also observed that the amount of pyrite has remained virtually constant over time in the three exposure situations. This finding indicates that sulfur limits in aggregates should be set according to the type of iron sulfide presented and not only by the total amount of sulfur.