Resumo em Português:

A calorimetria tem se mostrado uma importante ferramenta para o controle e entendimento de comportamentos de sistemas nanoestruturados. Isto se deve basicamente às recentes medidas de energia de superfície reportadas na literatura; isto é, como em sistemas nanométricos a superfície tem uma maior contribuição na energia livre total do sistema, o conhecimento desta entalpia é fundamental para alcançar o controle desejado. No entanto, procedimentos calorimétricos para medida da energia de superfície são relativamente complexos e, se fosse possível estimar a energia de superfície por métodos alternativos, isto poderia ser de grande importância para o desenvolvimento da nanociência. Neste trabalho a energia de superfície do SnO2 é apresentada por medida de calorimetria de dissolução e corrigida por calorimetria de adsorção de água. Após isso, uma discussão sobre a influência de aditivos iônicos na área de superfície específica do SnO2 é apresentada. Quando os aditivos iônicos formam excesso de superfície no SnO2, a área de superfície aumenta mesmo considerando o aumento difusional esperado. Isto pode ser relacionado com a diminuição da energia de superfície pelos aditivos devido ao excesso de superfície como previsto por Gibbs. Baseado nesta premissa e utilizando o valor medido de energia de superfície do SnO2, as medidas de área de superfície dos pós dopados são utilizadas para calcular a energia de superfície de pós dopados com Ni, Fe, Cr e Mg.

Resumo em Inglês:

Calorimetry has been proved to be an important tool to control and understand the behavior of nanostructured systems. This is basically because of the recent surface energy measurements reported in the literature by high-temperature calorimetry. That is, since in nanosized systems the surface accounts for a larger part of the total atoms, knowing their energy is of main importance to achieve a desired control. However, calorimetric procedures to measure the surface energy are relatively complex and, if it were possible to estimate the surface energy using alternative techniques, this could have giant impacts in the nanoscience and nanotechnology. In this work, the anhydrous surface energy of SnO2 is presented to be 3.2 J/m² measured by drop solution calorimetry corrected by water adsorption. After this, a discussion of the effect of some additives in the SnO2 nanostructure is presented. It is established that additives that form surface excess can decrease the surface energy in addition to modifications in the diffusion parameters. Considering a particle growth model, we could calculate the surface energy of SnO2 doped with Mg, Fe, Cr, and Ni.

Resumo em Português:

O estado da Paraíba possui jazidas de bentonitas utilizadas comercialmente para uma vasta gama de setores tecnológicos. No entanto, esses jazimentos estão se exaurindo, após dezenas de anos de exploração. Assim, este trabalho tem por objetivo dar prosseguimento à caracterização de argilas bentoníticas de Cubati, PB, estudando o comportamento reológico das dispersões argila-água de modo avaliar seu desempenho para fluidos de perfuração de poços de petróleo base água. As amostras estudadas foram secas a 60 ºC e determinou-se sua capacidade de troca de cátions. As argilas foram transformadas em sódica por tratamento com Na2CO3 e em seguida realizou-se o estudo do comportamento reológico das dispersões. As viscosidades, aparente e plástica, o volume de filtrado, os parâmetros reológicos do fluido e a sua força gel foram determinados. Os resultados evidenciaram que cada amostra apresenta um teor ótimo de carbonato de sódio e que as dispersões argila-água possuem um comportamento pseudo-plástico e tixotrópico. Duas amostras apresentam potencial para utilização como agentes viscosificantes para fluidos de perfuração.

Resumo em Inglês:

The bentonites of the state of Paraíba, Brazil, are commercially used in numerous technological sectors, particularly in oil drilling muds. However, these bentonite deposits are becoming exhausted due to several years of exploitation. Thus, the aim of this work was continue the characterization of the bentonites from Cubati, Paraíba, studying the rheological behavior of water-clay suspensions, evaluating their viability to be used in oil drilling muds. The samples were dried at 60 ºC and, their cation exchange capacity was determined. The natural bentonite clays were transformed in sodium bentonite by addition of concentrated Na2CO3 solution, then the suspensions rheological study was performed. The apparent and plastic viscosities, water loss, rheological parameters and the gel force were determined. Results showed that each sample has an optimum sodium carbonate content and that the water-clay suspensions presented a pseudo-plastic and tixotropic behavior. The rheological properties show that two samples present technological potential to be used in drilling muds.

Resumo em Português:

A necessidade de reutilizar e reciclar rejeitos e resíduos tem exigido das indústrias cerâmicas novas posturas diante do processo de fabricação e seleção de suas matérias-primas. A indústria de telhas de cerâmica vermelha, apesar de constante progresso, ainda não consegue evitar a grande produção de rejeitos oriundos de processamento deficiente de seus produtos, principalmente na etapa de queima. Produtos super-queimados, trincados, quebrados, sem uniformidade de geometria ou de cores, muitas vezes são descartados em aterros, causando prejuízo ambiental. Além disso, há o desperdício de energia, matéria-prima e mão-de-obra, utilizadas na fabricação de produtos não comercializáveis. Em muitas empresas, tais produtos chegam a representar cerca de 20% de sua produção mensal. Os produtos descartados podem ser reutilizados na produção de cerâmicas, inclusive com maior valor agregado, como grês porcelanato, desde que se conheça seu comportamento quando adicionado à massas cerâmicas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o desenvolvimento microestrutural de massas para grês porcelanato contendo rejeitos de telhas, ou chamote. Foram selecionadas duas formulações conhecidas, uma para grês porcelanato e outra para grês, e adicionados teores de chamote de 10%, 20% e 30%. Três temperaturas de queima foram estudadas, 1150 ºC, 1200 ºC e 1250 ºC com taxa de aquecimento de 10 ºC/min. Amostras sinterizadas com e sem chamote foram avaliadas quanto à sua microestrutura, absorção de água e porosidade aparente. Tanto a massa para grês porcelanato como para grês tiveram absorção de água reduzida coma adição de chamote. A massa para grês com adição de 30% de chamore e queimada a 1250 ºC passou a ser considerada grês porcelanato, por ter apresentado absorção de água inferior a 0,5%. O chamote por sua composição mineralógica pode auxiliar na redução da quantidade de matérias-primas fundentes tradicionais, como feldspato e talco, exigidas na fabricação de grês porcelanato.

Resumo em Inglês:

Aiming at reducing environmental impacts, ceramic industries have worked towards adapting their production methods as well as looking into reusing and recycling their own products. The roof tile industry, despite constant development, still produces large volumes of rejected material, as a consequence of faulty processing, especially during firing. Units depicting signs of overfiring, cracking and distortion, as well as geometry and colour non-uniformities are often discarded with no environmental concern. In addition to that, discarded products have negative economic effects considering the energy, raw materials and working hours used in the fabrication of products that do not go to market. Often, defective roof tiles account for 20% of the monthly production of the ceramic industries. On the other hand, such discarded roof tiles can be reused in the production of new ceramic products, including those with higher added value, such as stoneware tiles. To that end, it is essential to assess the effect of the addition of these ceramic residues in the ceramic mixtures traditionally used to produce stoneware tiles. The present study aimed at investigating the microstructural development of stoneware tile mixtures containing roof tile residues. Contents of 10%, 20% and 30% of residue were added to two different ceramic mixtures. Three firing temperatures were studied, i.e., 1150 ºC, 1200 ºC and 1250 ºC. The heating rate was set to 10 ºC/min. Samples with or without residue were sintered and had their microstructure, water absorption and apparent porosity characterized. The addition of tile roof residue reduced the water absorption of both mixtures studied. By adding 30% residue to mixture 2 and firing at 1250 ºC, it was possible to reduce its water absorption below 0,5%, typical of stoneware tiles. Due to its mineralogical composition, the residue studied can be useful in reducing the large amounts of traditional melting agents, such as feldspar and talc, demanded in the fabrication of stoneware tiles.

Resumo em Português:

É mostrada a preparação de diferentes materiais inorgânicos a partir de nióbio metálico e seu comportamento no processo de adsorção de brometo de cetiltrimetil amônio (CTABr). Os materiais inorgânicos estudados são o óxido de nióbio e o fosfato de nióbio hidratado. Os óxidos de nióbio foram obtidos pelo método da precipitação em solução homogênea com a decomposição térmica de (NH4)2CO3 realizada a 45 ºC e a 90 ºC. O fosfato de nióbio hidratado foi obtido pela dissolução do nióbio metálico a uma mistura de ácido fluorídrico e nítrico e adição de ácido fosfórico. Pelo método de adsorção gasosa (BET) e por microscopia eletrônica de varredura verificou-se que os materiais não apresentam mudança significativa nas características físicas. As isotermas de Langmuir e de Freundlich revelaram que o melhor resultado de adsorção do surfactante CTABr foi alcançado para o óxido de nióbio hidratado preparado a 90 ºC, com capacidade de adsorção máxima, segundo modelo de Langmuir, com 14,13 mg.g-1.

Resumo em Inglês:

The preparation in inorganic material different from metallic niobium and its effect onto adsorption process of the cetyl trimethylammonium bromide CTABr is reported. The inorganic materials are studied niobium oxide hydrous and niobium phosphate hydrous. The niobium oxide hydrous were obtained by homogeneous solution precipitation method with thermal decomposition of (NH4)2CO3 at 45 ºC and 90 ºC .The niobium phosphate hydrous were prepared using of metallic niobium dilution in a mixture of fluoridric/nitric (10:1) and after phosphoric acid addition. Through the BET method and the SEM technique it was verified that the material suffer no significant change in the physical characteristics. The Langmuir and Freundlich isotherms showed better result to surfactant CTABr adsorption using the material prepared at 90 ºC, according to Langmuir model with maximum adsorption capacity of 14.13 mg.g-1.

Resumo em Português:

O setor de rochas ornamentais gera enormes quantidades de resíduos sólidos que necessitam ser descartados. Estes resíduos são geralmente descartados em rios, lagos e lixões, resultando em problemas econômicos e ambientais. Uma alternativa tecnológica viável tem sido a incorporação destes resíduos em massas argilosas para fabricação de cerâmica vermelha. No presente trabalho foi feito um estudo com o objetivo de avaliar a variação microestrutural durante o processo de queima de cerâmica vermelha contendo resíduo de rocha ornamental. Foi preparada uma série de peças cerâmicas contendo até 20% em peso de resíduo por prensagem uniaxial e queimadas em temperaturas entre 850 ºC e 1150 ºC. A variação microestrutural foi analisada usando microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. Os resultados mostraram que a microestrutura sinterizada de cerâmica vermelha é modificada tanto pela temperatura de queima, quanto pela incorporação do resíduo de rocha ornamental.

Resumo em Inglês:

The sector of ornamental rocks generates large amounts of solid waste materials that have to be discarded. These wastes are usually destined to rivers, lakes, and environment, resulting in economic and environmental problems. A feasible technological alternative has been the incorporation of these wastes into clayey pastes for manufacturing of red ceramics. In this work was done a study on the microstructural variation during the firing process of red ceramic incorporated with ornamental rock waste. A series of ceramic pieces containing up to 20 wt.% waste were prepared by uniaxial pressing and fired at temperatures between 850 ºC and 1150 ºC. The microstructural variation was analyzed using optical microscopy, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction. The results showed that the fired microstructure of red ceramic is modified with the addition of ornamental rock waste and firing temperature.

Resumo em Português:

O uso de revestimentos compósitos de matriz polimérica e reforço cerâmico capazes de manter a flexibilidade e a elasticidade das fibras poliméricas, agregando propriedades típicas dos materiais cerâmicos (como ação bactericida ou fotocatalítica, resistência à chama, ao desgaste e à abrasão), tem atraído interesse da indústria têxtil. Baseado na técnica dip coating e usando fibras sintéticas de poliamida como substrato, foram produzidas suspensões de poliéster-uretana com partículas de alumina (tamanho médio de partícula 2,2 μm) para obtenção de revestimentos uniformes e espessos sobre o material base, poliamida 6. A viscosidade das suspensões foi controlada pela adição de carboximetilcelulose e avaliada por reometria rotacional. A distribuição granulométrica das suspensões também foi determinada. Os parâmetros operacionais do dip coating, i.e., velocidade de bobinamento e temperatura dos fornos, foram mantidos constantes em todas as amostras. O processo mostrou viabilidade para deposição uniforme do recobrimento avaliado, com espessura adequada, indicando ser promissor para revestir fibras, agregando propriedades de interesse tecnológico.

Resumo em Inglês:

Ceramic reinforced polymer composite coatings that can retain the flexibility and elasticity of the polymeric fibers, being also able to incorporate the functionality of ceramic materials (e.g. fire, wear, or abrasion resistance, antibacterial performance, photocatalytic effect) are interesting to the processing of textile materials. In this work, polyester-urethane slurries with alumina particles (mean particle size: 2.2 μm) were developed based on the dip coating technique and using polyamide-6 synthetic fibers as the substrate, seeking to obtain an uniform and thick coating. The viscosity of the slurries was varied using carboxymethylcellulose as a rheological agent and evaluated by rotational rheometry. Particle size distribution of the slurries was also analyzed. The developed process successfully deposited a thick and homogeneous composite coating on the fibers, which has the potential of enhancing the original fiber properties and the technological interest towards this material.

Resumo em Português:

O objetivo deste trabalho é caracterizar e incorporar, em cerâmica argilosa, três tipos de resíduos provenientes das etapas de desarenação, decantação e de filtração de uma estação de tratamento de água - ETA. Os resíduos foram caracterizados por difração de raios X, fluorescência de raios X, análise termogravimétrica e térmica diferencial, microscopia eletrônica de varredura e técnicas de peneiramento e sedimentação. As propriedades físicas e mecânicas avaliadas das cerâmicas incorporadas com até 10% em peso de resíduos e queimadas a 700 ºC foram retração linear, absorção de água e compressão diametral. Os resultados mostraram que os resíduos do decantador e do filtro possuem composição química e mineralógica semelhantes, formados por minerais argilosos, hidróxidos de alumínio e de ferro, mica e quartzo. O resíduo do desarenador é formado basicamente de quartzo com traços de mica e de caulinita. Os três tipos de resíduos apresentaram potencialidade para utilização em cerâmica vermelha. Entretanto, o resíduo arenoso do desarenador foi o tipo de resíduo que possibilitou benefícios diretos como a melhoria da trabalhabilidade da massa bem como redução da retração linear e da absorção de água da cerâmica queimada.

Resumo em Inglês:

This work has for objective to characterize and to incorporate into a clayey body three types of wastes from the stage of sand collecting, decantation and filtration of a water treatment plant. The wastes were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, thermogravimetric and differential thermal analyses as well as by sieving and sedimentation. The evaluated physical and mechanical properties of the ceramics, incorporated with up to 10 wt.% of wastes and fired at 700 ºC, were linear shrinkage, water absorption and diametrical compression. The results showed that the wastes from the decantation and filter have chemical and mineralogical compositions similar to clays, presenting clay minerals, aluminum and iron hydroxides, as well as mica and quartz. On the other hand, the waste from the sand collector is basically formed by quartz with traces of mica and kaolinite. The three types of wastes have potential to be incorporated into clayey ceramic. However, the sand waste from the sand collector in associate with direct benefits such as a better workability of the body as well as decrease of the fired ceramic linear shrinkage and water absorption.

Resumo em Português:

Um dos maiores desafios na síntese de nanopartículas é a instabilidade da estrutura relativa ao aumento de energia advindo da grande área de superfície específica desta classe de materiais. O conhecimento dos mecanismos pelos quais a estabilidade pode ser alcançada é de fundamental importância para o controle de seu crescimento e para potenciais aplicações. Fenômenos de segregação superficial em sistemas bi-componentes envolvem diminuição de energia do sistema devido ao excesso de superfície - conhecido como fenômeno de tensoatividade. Apesar de muito bem conhecidos em tecnologias de emulsões e em fenômenos que envolvem molhabilidade, o uso destes conceitos para estabilização da superfície sólido-vapor e controle de nanopartículas é menos expressivo. Embora a segregação seja conhecida para vários sistemas de óxidos nanoparticulados, sua quantificação visando o controle é limitada pela dificuldade de obtenção de resultados confiáveis. Neste trabalho foi realizada a quantificação da segregação de MgO na superfície de nanopartículas de SnO2 através da análise química dos pós antes e após lavagem em meio ácido para lixiviação do MgO superficial. Foi demonstrado que a solubilidade do MgO no bulk do SnO2 é preferencial em concentrações inferiores a 5% em mol de MgO, existindo, no entanto, uma distribuição do MgO ao longo da superfície e do bulk, gerando um efeito tenso-ativo e restringindo o crescimento das partículas de SnO2. Para concentrações maiores que 5% em mol, a maior parte do MgO foi detectada na superfície das nanopartículas de SnO2, sendo o controle tenso-ativo mais expressivo. Apesar dos resultados serem restritos para o sistema SnO2-MgO, esta técnica pode ser extrapolada para o controle de quaisquer sistemas onde o elemento segregado é solúvel em condições específicas.

Resumo em Inglês:

Particle size stability is a fundamental requirement in the synthesis and application of nanoparticles. High specific surface area induces an increase of total energy and promotes particle growth. Therefore, there is a need for understanding how to stabilize the surfaces in order to control the particle size and consequent applications in nanotechnology. Surface excess or segregation on the surfaces is usually known to decrease the surface energy by tensoactivity, being widely used in wetting and emulsion technology. However, these principles have been less tested and refined to promote the solid-gas interface stability on nanoparticles technology. Moreover, the quantitative determination of surface excess on nanoparticles is not an easy task and a possible reason is the lack of knowledge of the segregation phenomenon. In this work, quantification of the spontaneous surface segregation of MgO into tin oxide nanoparticles synthesized by a chemical method was carried out exploring the difference of solubility between MgO and SnO2. A chemical analysis by XRF before and after an acid washing demonstrated that, even at 5 mol % of MgO, most of additive was preferentially located in SnO2 bulk, with few surface excess. On the other hand, for MgO amounts larger than 5% most of the additive was on tin oxide surface. Despite the results of quantification are restricted to MgO-doped SnO2 system, the selectivity solubility technique should be effective to quantify any system with different solubility characters.

Resumo em Português:

A magnésia confere aos concretos excelentes propriedades refratárias aliadas a uma elevada resistência a escórias básicas. Entretanto, na presença de água, ela se hidrata em uma reação expansiva formando o hidróxido de magnésio. A expansão gerada, se não for controlada ou reduzida, danifica a estrutura do material podendo até levar à sua completa desintegração. Neste trabalho, aditivos conhecidos como quelantes foram adicionados à suspensão de sínter de magnésia, com e sem cimento de aluminato de cálcio, a fim de evitar a reação de hidratação da magnésia. Sob o ponto de vista químico, foram realizadas medidas de potencial zeta e grau de hidratação, correlacionando a mudança da carga superficial da magnésia gerada pela presença dos aditivos à quantidade de hidróxido formada. Sob o ponto de vista mecânico e físico, foram realizados o monitoramento da expansão volumétrica aparente e o registro de imagens das amostras. O melhor aditivo anti-hidratação para as amostras com aluminato de cálcio foi o ácido cítrico. A adição de apenas 0,3%-p foi capaz de quase anular a quantidade de hidróxido formada e adicionalmente zerar a expansão.

Resumo em Inglês:

Magnesia addition to the refractory castables improves the refractoriness and basic slag corrosion resistance. However, in contact with water, magnesia hydrates by an expansive reaction resulting magnesium hydroxide, Mg(OH)2. If this expansion is not controlled or reduced, it can lead to the rupture and under harsh conditions, to material dusting. In this study, additives known as chelants were added to the magnesia sinter suspensions, with or without calcium aluminate cement, with the objective to inhibit the hydration reaction. Considering the chemical aspects, zeta potential and hydration degree were measured and the changes on the surface charge of magnesia caused by the additives adsorption were correlated to the hydroxide amount generated. Concerning the physical and mechanical aspects, apparent volumetric expansion was recorded. The best additive anti-hydration for the samples containing cement was citric acid. Just 0.3wt% was enough to almost inhibit completely the Mg(OH)2 formation, and led to no expansion.

Resumo em Português:

A incorporação do resíduo têxtil em matrizes de argila para a produção de blocos cerâmicos de vedação foi avaliada por meio do processo de solidificação/estabilização (s/e). Inicialmente foi feita a caracterização do resíduo têxtil e da argila, utilizada como matriz para produção de blocos cerâmicos de vedação. A composição química deste resíduo têxtil é variada, contendo Al, Fe, Mn, Na, Pb, Cu, Cr e Zn, oriundos do processo têxtil e do tratamento do efluente gerado no processo. Sua classificação se enquadra como um resíduo não perigoso e não inerte. Posteriormente, foram preparados blocos com composição 0, 5, 10, 15, 20 e 25% de resíduo têxtil. A mistura foi feita proporcionalmente em porcentagem de massa seca. Para análise comparativa das características químicas desses blocos cerâmicos, foram produzidos blocos somente com argila. As concentrações dos metais analisados, nos extratos lixiviados e solubilizados dos blocos cerâmicos, em todas as proporções de incorporação do resíduo têxtil, ficaram abaixo dos limites definidos pela NBR 10004/2004 da ABNT, classificando-os como não perigosos e inertes, ou seja, não oferecendo riscos de futura contaminação do solo durante a sua vida útil, bem como quando o mesmo for disposto em aterros depois de utilizados. Resultados relacionados à resistência mecânica dos blocos cerâmicos mostraram que todas as proporções de incorporação atenderam ao requisito mínimo exigido por norma. Além disso, foi possível observar que, com até 20% de resíduo têxtil incorporado à massa cerâmica, os requisitos exigidos por norma ABNT relacionados ao índice de absorção de água foram obedecidos. Assim, o processo de s/e foi capaz de imobilizar de forma eficaz os metais presentes no resíduo têxtil nos blocos cerâmicos.

Resumo em Inglês:

This paper evaluates the incorporation of textile waste in clay matrices for the production of ceramic blocks with no structural function through the solidification/stabilization (s/s) process. Initially, the characterization of the textile waste and clay, used as matrices for the production of the ceramic blocks, was carried out. The chemical composition of textile waste varies and contains Al, Fe, Mn, Na, Pb, Cu, Zn and Cr, from the textile process and the treatment of sewage generated in the process. The waste was classified as a not-dangerous and not-inert residue. Afterwards, blocks with compositions 0, 5, 10, 15, 20 and 25% of textile waste were prepared. The mixture was made proportional with a percentage of dry mass. For comparative analysis of the chemical characteristics of these blocks incorporated with textile waste, were produced ceramic blocks only with clay. The experimental results indicated that concentrations of analyzed metals in both leached and solubilized extracts from ceramic blocks with incorporation of textile waste were below the limits set by a ABNT standard for solid residue. They can then be classified as non-hazardous and inert, offering no risk of future contamination of soil during their lifetime, as well as when disposed in landfill after their use. Experimental results related to the brick compressive strength showed that all the proportions of incorporation met the requirements an ABNT standard. Results also showed that, with up to 20% of textile waste added to the bricks, water absorption met the requirements of the ABNT standard. Thus, the s/s process was able to effectively immobilize the metals present in the textile waste into the ceramic blocks.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades físico-mecânicas de massas cerâmicas com a incorporação de chamote visando a sua futura utilização na produção de blocos. Primeiramente foi feita a caracterização química e mineralógica, a análise granulométrica e a determinação dos limites de Atterberg da argila e do chamote. Em seguida, foram produzidos corpos de prova por extrusão, contendo argila pura e três composições de mistura, nas proporções de 5, 10, 15 e 20% em massa de chamote. A queima foi realizada em forno tipo mufla nas temperaturas de 850, 950 e 1050 ºC. As propriedades físico-mecânicas avaliadas foram: absorção de água, porosidade aparente, retração linear e tensão de ruptura à flexão. Como resultados principais, concluiu-se que: a) a incorporação de chamote acarretou aumento na taxas de absorção de água e diminuição da retração na secagem e na queima e b) para a temperatura de 1050 ºC, os corpos de prova produzidos com 10% de chamote apresentaram melhores resultados para a tensão de ruptura a flexão.

Resumo em Inglês:

This work presents a study of the physicist-mechanical properties of ceramic masses with grog incorporated, for a future use in the ceramic bricks production. First it was made the chemical and mineralógica characterization, the grain sized analysis and the determination of the limits of Atterberg of the clay and grog. After that, bodies of test extruded had been produced, contend pure clay and three compositions of mixture, in the ratios of 5, 10, 15 and 20% in mass of grog. The firing was carried in a muffle furnace with temperatures of the 850, 950 and 1050 ºC. The physicist-mechanical properties evaluated were: water absorption, drying linear shrinkage, firing linear shrinkage and flexural rupture strength. As main results, we concluded that: a) the incorporation of grog caused increase the taxes of absorption of water and reduction of the retraction in the drying and in burning and b) for the temperature of 1050 ºC, the produced bodies of test with 10% of grog had presented better resulted for the flexural rupture strength.

Resumo em Português:

Este trabalho aborda a influência do pH do meio de reação, no procedimento de revestimento de nanopartículas magnéticas de magnetita, preparadas por redução-precipitação de cloreto férrico. O material de partida foi parcialmente reduzido a sal ferroso, por reação com Na2SO3, antes da alcalinização, com amônia. As partículas foram revestidas, pelo método sol-gel, a partir de solução aquosa de amônia ou ácido clorídrico, para promover a hidrólise catalisada por base ou ácido, respectivamente. Os materiais, de óxidos de ferro e de nanopartículas magnéticas revestidas, assim produzidos, foram caracterizados por difração de raios X, método do pó, por infravermelho com transformada de Fourier e por potencial zeta para a determinação do pH do ponto isoelétrico (pH IEP). A diferença observada do pH IEP em solução de KCl para amostras de sílica pura (2,0), magnetita (5,0) e para a magnetita revestida por sílica (2,3) confirma que o processo de revestimento foi efetivo, uma vez que as propriedades de carga de superfície das nanopartículas magnéticas revestidas são próximas às da sílica pura, apesar de o espectro de infravermelho com transformada de Fourier não evidenciar padrões espectrais característicos de ligações Fe-O-Si.

Resumo em Inglês:

This paper investigates the influence of reaction medium pH on silica-coating of magnetite nanoparticles. Magnetite nanoparticles were prepared by means of a reduction-precipitation method using ferric chloride as a starting material, which was partially reduced to ferrous salts by Na2SO3 before alkalinizing with ammonia. The particles were coated by sol-gel method with either ammonia or HCl aqueous solutions for either base- or acid-catalyzed hydrolysis, respectively. Powder X-ray diffraction, Fourier-transform infrared, and Zeta Potential were used for the characterization of oxides and of the coated magnetic nanoparticles. The observed difference of pH IEP in KCl solution for pure silica (2.0), magnetite (5.0), and silica-coated magnetite (2.3) samples confirms that the coating process was effective since the charge surface properties of coated magnetic nanoparticles are close to that of pure silica, even though the Fourier-transform infrared spectra did not evidence the formation of Fe-O-Si bonds.

Resumo em Português:

Um dos grandes defeitos ocorrentes no pavimento, ao longo de sua vida útil, é o trincamento por fadiga. Este problema, em geral, se inicia na base do revestimento asfáltico e se propaga para a sua superfície. A caracterização das misturas asfálticas, realizada comumente no Brasil, é baseada no número de ciclos que causam a ruptura no ensaio de fadiga. No entanto, tal número não é um parâmetro mecânico, podendo variar para diferentes condições de contorno. O objetivo do presente artigo é identificar parâmetros mecânicos, referentes ao trincamento por fadiga, do compósito asfáltico com agregado sintético de argila calcinada (ASAC). Para tanto, foi utilizado um modelo viscoelástico de dano contínuo, fundamentado em trabalhos de Shapery, Kim e Lee. Os resultados com o compósito estudado (ASAC) mostraram que a perda de rigidez, baseada em uma variável interna de estado, pode ser um critério de fadiga; que o ensaio pode ser realizado para um nível de tensão; a cura de microtrincas durante os períodos de não solicitação da estrutura.

Resumo em Inglês:

One of the major distresses in flexible pavings, throughout its useful life, is the fatigue cracking. This problem, in general, initiates in the base of the asphalt layer and propagates for its surface. The characterization of the asphalt mixtures, carried out in Brazil, is based on the number of cycles that cause the rupture in the fatigue test. However, such number is not a mechanical parameter, varying for different boundary conditions. The objective of the present article is to identify mechanical parameters, referring fatigue cracking, of the asphalt composite with synthetic calcinated clay aggregates (SCCA). To this end, a continuum damage viscoelastic model was used based works from Shapery, Kim and Lee. The results with the composite studied (SCCA) had shown: that the loss of rigidity, based on an internal state variable, can be a fatigue criterion; that the test can be carried through for one stress level; the healing of micro cracks during the rest periods in the structure.

Resumo em Português:

Este trabalho é parte de um projeto de desenvolvimento de filtros cerâmicos para a remoção de material particulado disperso em correntes gasosas em temperaturas elevadas. Os filtros cerâmicos utilizados para esta finalidade devem apresentar elevada porosidade aliada a uma distribuição homogênea de poros interconectados, resultando em estrutura permeável e com boa resistência mecânica e eficiência de coleta. Uma rota de processamento recentemente desenvolvida é utilizada para o processamento das peças, já que permite a obtenção de todas as características requeridas para uma filtração eficiente. Nesta técnica, os materiais porosos são processados a partir da incorporação de espumas aquosas em uma suspensão cerâmica de alumina e consolidados a partir da adição de cimento aluminoso. Comparado com outras rotas de processamento, este processo é mais atrativo, pois permite a fabricação de peças com geometrias complexas, economicamente viáveis e sem utilização de aditivos tóxicos. O objetivo deste trabalho foi otimizar a composição cerâmica de modo a atender aos requisitos de permeabilidade do filtro, tendo como base sua operação econômica em temperaturas elevadas em processos como incineração de resíduos, produção de cimento ou queima de biomassa em caldeiras em plantas químicas.

Resumo em Inglês:

This work is part of a project to develop ceramic filters to treat flue gases from cement plants, biomass boilers and waste incinerators. Ceramic filters used for these purposes must present high porosity, homogeneous porous distribution (interconnected) to result in bodies with high mechanical strength, permeability and collection efficiency for fine particles. A method recently developed has been used for the filters processing. In this new processing route, the porous samples were prepared through the incorporation of aqueous foams into alumina-based suspensions. Compared to other techniques, this process seems to be an attractive and cost effective solution for fabricating complex shaped bodies, without toxic admixtures. The procedure to establish the required features of the filtering membrane for a desired flow condition is described, as well as the experimental work to produce and select the ceramic membranes with such requirements.

Resumo em Português:

Os resíduos de construção e demolição (RCD) constituem uma importante parcela dos resíduos sólidos produzidos nas cidades brasileiras, correspondendo em torno de 50% dos resíduos sólidos urbanos. Dentre os diversos constituintes do RCD, a cerâmica vermelha, proveniente de restos de tijolos e telhas cerâmicas utilizados nas construções, equivale a uma considerável parcela destes resíduos. A reciclagem do RCD para a produção de agregados reciclados tem se tornado uma prática cada vez mais comum, particularmente em cidades onde há uma inacessibilidade ou escassez de agregados naturais, proporcionando altos custos para adquiri-los. Com o intuito de se determinar o comportamento do agregado reciclado de cerâmica vermelha na produção de concretos, desenvolveu-se um programa experimental baseado em um projeto de experimentos onde se substituiu os agregados miúdos e graúdos naturais pelos seus respectivos reciclados, além de se variar a relação água/cimento. Os concretos produzidos foram analisados com relação a três propriedades: resistência à compressão, módulo de deformação e volume de poros permeáveis (VPP). Os resultados obtidos foram analisados utilizando-se ferramentas estatísticas, desenvolvendo-se modelos matemáticos que descrevem o comportamento das propriedades estudadas ao se substituir o agregado natural pelos reciclados de cerâmica vermelha. Todos os modelos obtiveram excelentes coeficientes de determinação, acima de 95%. Simulações realizadas utilizando-se os modelos propostos apontam que a substituição do agregado miúdo natural pelo miúdo reciclado resulta em um acréscimo da resistência à compressão dos concretos produzidos e para a substituição do agregado graúdo natural pelo graúdo reciclado, um decréscimo. Para as demais propriedades do concreto estudadas, observou-se que a utilização dos agregados reciclados, tanto graúdo quanto miúdo, influi negativamente no comportamento do concreto, sendo que o agregado do tipo graúdo reciclado exerceu em todas as propriedades, uma maior influência.

Resumo em Inglês:

Construction and Demolition (C&D) waste is an important portion of solid waste produced in Brazilian cities, corresponding around 50% of urban solid wastes. Among several representatives of C&D waste, red ceramic, originated from bricks and tiles used in constructions, is a considerable portion. The recycling of C&D waste making recycled aggregates has been a common practice, particularly in cities where there is an inaccessibility or shortage of natural aggregates, that propitiate high costs to acquire them. Intending determine the behavior of red ceramic recycled aggregates in concrete's production, it was made an experimental program based on a project of experiments. In this program, the fine and the coarse natural aggregates were substituted by theirs respective recycled aggregates. The water/cement ratio was also varied. The produced concretes were analyzed regarding three properties: axial strength, modulus of deformation and volume of permeable voids (VPP). All the proposed models had excellent determination coefficient, higher than 95%. Simulations were made using the proposed models. The results indicate the natural fine aggregate substitution by the recycled red ceramic fine aggregate results in an axial strength increment and for a natural coarse aggregate substitution by the recycled red ceramic coarse aggregate, a decrease. For the other concrete properties, it was observed that the recycled aggregate use, as for coarse as for fine aggregate, had a negative effect and the recycled coarse aggregate exercised a larger influence than the fine aggregate.