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Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 27, Número: 1, Publicado: 2022
  • Superfícies e Filmes Finos: uma área multidisciplinar com um vasto campo de aplicações Editorial

    Cruz, Leila Rosa de Oliveira
  • Eletroatividade para peróxido de hidrogênio de um filme de sílica aminofuncionalizada contendo nanoclusters de silicotungstato Artigos

    Paula, Julia Helena de; Margarido, Victória de Oliveira; Souza, Adriano Lopes de

    Resumo em Português:

    RESUMO O Peróxido de hidrogênio (H2O2) é um poderoso agente oxidante usado, por exemplo, em processos oxidativos avançados e biossensores de glicose. Embora a reação de eletroredução de H2O2 tenha sido estudada usando nanoclusters de polioxometalatos (POMs) como eletrocatalisadores, não há dados disponíveis na literatura relatando tal estudo usando nanoclusters de POMs imobilizados em materiais híbridos como silicato modificado organicamente (ormosil) pelo processo sol-gel. Neste estudo, as propriedades eletrocatalíticas de um filme de ormosil híbrido contendo 3-aminopropiltrietóxissilano (APTS) e ácido silicotúngstico (HSiW), um POM do tipo Keggin, para H2O2 foram avaliadas. Experimentos de voltametria cíclica verificaram que H2O2 foi eletrorreduzido por este filme de ormosil híbrido em – 0,17 V vs. Ag/AgCl em meio ácido, pH 3,0, e na faixa de concentração de 4,6 x 10−4 mol L−1 a 2,3 x 10−3 mol L−1. O espectro de Ressonância Magnética Nuclear de 31P indicou que os clusters de HSiW mantiveram suas estruturas íntegras na rede ormosil. O espectro de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier demonstrou que HSiW e a rede ormosil interagem por meio de interações eletrostáticas. Os resultados apresentados aqui mostram que o ormosil híbrido com APTS e HSiW pode contribuir para o aperfeiçoamento do campo de detecção/identificação de H2O2.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Hydrogen peroxide (H2O2) is a powerful oxidizing agent used, for example, in advanced oxidative processes and glucose biosensors. Although the electroreduction reaction of H2O2 has been studied using polyoxometalate (POM) nanoclusters as electrocatalysts, there are not data available in the literature reporting such study using POM nanoclusters immobilizated in hybrid materials as organically modified silicate (ormosil) by sol-gel process. In this study, electrocatalytic properties of a hybrid ormosil film containing 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS) and silicotungstic acid (HSiW), a Keggin type POM cluster, toward H2O2 have been evaluated. Cyclic voltammetry experiments showed that H2O2 was electroreduced by this hybrid ormosil film at – 0,17 V vs. Ag/AgCl in acidic medium, pH 3,0, and in the concentration range from 4,6 x 10-4 mol L−1 to 2,3 x 10−3 mol L−1. 31P Nuclear Magnetic Resonance Spectrum indicated that HSiW clusters maintained their structures in the ormosil network. Fourier Transform Infrared Spectrum demonstrated that HSiW and the ormosil network interact through electrostatic interactions. These findings indicate that the hybrid ormosil with APTS and HSiW can contribute to the field of H2O2 recognition.
  • Cimento de baixo impacto ambiental a partir dos resíduos cauliníticos da Amazônia Artigos

    Arruda Junior, Euler Santos; Barata, Márcio Santos

    Resumo em Português:

    RESUMO O emprego de adições minerais como substituição parcial do clínquer no cimento Portland tem sido uma das principais estratégias para redução da emissão de CO2 por parte da indústria mundial do cimento. Contudo, a disponibilidade de escórias de alto forno e cinza volante não supre a demanda. Na Amazônia, as indústrias de beneficiamento de caulim como cobertura para papel já depositaram cerca de 70 milhões de toneladas de resíduos constituídos essencialmente por caulinita extremamente fina. Uma alternativa para a região seria o emprego do cimento Portland com adições minerais de calcário e argila calcinada para a produção de um cimento de baixa emissão de CO2, o limestone calcined clay cement (LC3). O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades desses cimentos a partir de elevadas incorporações de calcário e do metacaulim proveniente do resíduo calcinado do processamento da mina, o caulim flint. Os percentuais avaliados de substituição do clínquer Portland pelas adições minerais foram 45% e 60%. As variáveis investigadas foram a massa específica, a área superficial especifica Blaine, a água de consistência, os tempos de pega e a resistência à compressão. Os cimentos de metacaulim e calcário apresentaram maior demanda de água e menores de tempos de pega em razão da elevada finura da caulinita. Entretanto, os ganhos de resistência à compressão foram significativos em comparação aos obtidos com os cimentos Portland composto e comum, demonstrando a alta eficiência deste ligante. Os resultados são promissores, mas requerem estudos mais aprofundados, principalmente no que tange à durabilidade e à estabilidade dimensional de concretos e argamassas produzidos a partir destes cimentos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The use of mineral admixtures as a partial replacement of clinker in Portland cement has been one of the main strategies for reducing CO2 emissions by the global cement industry. However, the availability of ground blast furnace slag and fly ash does not supply the demand. In the Amazon region, the kaolin processing industries as a coating for paper have already deposited around 70 million tons of waste, essentially consisting of extremely fine kaolin. An alternative for the region would be the use of Portland cement with limestone and calcined clay to produce a cement with low CO2 emission, the limestone calcined clay cement (LC3). The objective of this work was to evaluate the properties of these cements from high limestone incorporations and metakaolin from the mine processing waste, the flint kaolin. The evaluated percentages of replacement of Portland clinker by mineral admixture were 45% and 60%. The variables investigated were specific mass, Blaine specific surface area, consistency water, setting times and compressive strength. The metakaolin and limestone cements showed higher water demand and shorter setting times due to the high fineness of kaolinite. However, the compressive strength gains were significant compared to ordinary and limestone Portland cements, demonstrating the high efficiency of this binder. The results are promising, but require further studies, especially with regard to the durability and dimensional stability of concrete and mor-tars produced from these cements.
  • Synthesis and characterization of magnesium doped titania for photocatalytic degradation of methyl red Article

    Zahra, Samreen; Mazhar, Sania; Zahra, Sarwat; Idrees, Hira; Hussnain, Ali

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Magnesium doped titania (MDT) composites with varying magnesium weight percentages (1–5 wt. %) were synthesized through a very simple and economical route of sol-gel method. The reactants used for making alkoxide precursor were titanium tetrachloride whereas magnesium nitrate was used for doping magnesium into titania in a mixture of solvents i.e. ethyl alcohol and water. The optimum conditions maintained for preparing sol were pH 3 and 60°C temperature with constant stirring for 2 hours. The gel obtained after drying the sol for each sample was calcined at 500°C for two hours. The powdered composite samples thus prepared were characterized by X-ray diffraction analysis (XRD), differential scanning calorimetry-thermogravimetric analysis (DSC-TGA), infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The samples were evaluated for their photocatalytic activity against methyl red dye under UV light irradiation and the dye degradation was examined by UV-Vis spectrophotometer. The results confirmed the excellent photocatalytic activity of synthesized magnesium doped TiO2 for the degradation of methyl red dye where MDT-3 having 3% magnesium doping exhibited the maximum degradation i.e. 96.8%.
  • Análise experimental da vida útil à fadiga de concretos submetidos à compressão cíclica de baixa frequência Artigos

    Felix, Emerson Felipe; Carrazedo, Rogério; Possan, Edna

    Resumo em Português:

    RESUMO A degradação do concreto por fadiga está relacionada a deterioração e danificação do material compósito quando submetido a carregamento cíclico. De modo geral, é observado que a deterioração do material ao ser submetido a ensaios dinâmicos, ocorre semelhantemente ao de concretos avaliados por ensaios estáticos, entretanto, o modo de propagação de fissuras, a velocidade de propagação e o dano podem ser diferentes em função da taxa de carregamento aplicado. Sabendo disso, este trabalho apresenta uma investigação experimental com objetivo de avaliar a influência da frequência de carregamento, intensidade da carga e resistência à compressão do material, no comportamento à fadiga do concreto. Ensaios foram realizados considerando três frequências de carregamento (0,125, 0,25 e 0,5 Hz), dois níveis de tensão máxima (50% e 70% da resistência à compressão) e concretos com três classes de resistência (30, 50 e 70 MPa). Os resultados encontrados apontam que à medida que a frequência de carregamento é aumentada, a vida útil à fadiga cresce exponencialmente. No entanto, observou-se que a vida útil à fadiga é menor em concretos de alta resistência, e que a vida útil à fadiga possui uma relação inversa com a resistência à compressão.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The degradation of concrete by fatigue is related to deterioration and damage of the composite material when subjected to cyclic loading. In general, the deterioration of the material subjected to dynamic tests, occurs similarly to that of concretes subjected to static tests, however, the crack propagation mode, the propagation speed and the damage may be different depending on the loading rate at which the material is subjected. Besides, this work presents an experimental investigation aiming to evaluate the influence on the concrete fatigue behavior regarding the loading frequency, load intensity and the material’s compressive strength. Tests were carried out considering three loading frequencies (0.125, 0.25 and 0.5 Hz), two levels of maximum stress (50% and 70% of the compressive strength) and concretes made with three different compressive strength (30, 50 and 70 MPa). The results point out that as the loading frequency is increased, the fatigue life increases exponentially. However, it was observed that the fatigue life is shorter in high-strength concretes, i.e., the fatigue life has an inverse relationship with the compressive strength.
  • Análise do comportamento mecânico de concreto com agregado reciclado e adição de fibras de aço e de vidro AR Artigos

    Furian, Bruna O.; Pimentel, Lia L.; Forti, Nádia C. S.; Jacintho, Ana Elisabete P. G. A.

    Resumo em Português:

    RESUMO A extensa utilização do concreto no mundo provoca a geração de grandes quantidades de resíduos, vinculada a sua produção e utilização. Hoje, esse resíduo é subestimado, porém em alguns países o seu uso como agregado reciclado é permitido na produção de novos concretos. Estudos apontam que o agregado reciclado no concreto pode diminuir algumas das suas características mecânicas. Visando mitigar este problema, propõe-se o estudo do comportamento deste compósito com resíduos, adicionando fibras. O objetivo desse trabalho foi a análise do comportamento mecânico de concretos produzidos com agregado reciclado e fibras de aço e de vidro do tipo AR. Foram executados dois traços base, o de referência com agregado natural e o traço com 30% de substituição do agregado natural pelo agregado reciclado. A partir destes dois traços base foram produzidos concretos com porcentagens, em volume, de 0,25%, 0,38% e 0,50% de fibras, tanto de aço, como de vidro AR, totalizando 14 traços. Foram determinadas a resistência à compressão axial, resistência à tração, módulo de elasticidade, capacidade de absorção de água e massa específica. Os resultados obtidos foram analisados com auxílio da análise de variância (ANOVA). Foi possível verificar que a resistência à compressão, aos 28 dias, tende a aumentar quanto maior o teor de fibra, principalmente com o uso de agregado reciclado. Quando se aumenta o teor de fibras de aço ocorre aumento no módulo de elasticidade, sendo que esse comportamento não é observado para o concreto com a fibra de vidro AR. Para os ensaios de absorção e massa específica, o tipo de agregado não influencia de maneira significativa no comportamento dos concretos estudados.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The extensive use of concrete in the world causes the generation of large amounts of waste, linked to its production and use. At present, this waste is little used, however in some countries its use as a recycled aggregate is allowed in the production of new concrete. Studies indicate that the use of the recycled aggregate may reduce some mechanical characteristics of the concrete. In order to mitigate this problem, it is proposed the study of the behavior of this composite with fibers. The objective of this work was to analyze the mechanical behavior of concrete produced with recycled aggregate and steel and AR glass fibers. For the development of the research, two proportions of mixtures were executed, the reference with natural aggregate and the mixture with 30% of natural aggregate replacement by the recycled aggregate. From these, two mixtures were produced with percentages by volume addition of 0.25%, 0.38% and 0.50% of fiber, both of steel fiber and AR glass fiber, totaling 14 concretes. The axial compressive strength, tensile strength, modulus of elasticity, water absorption capacity and specific mass were determined. The results were analyzed with the aid of analysis of variance (ANOVA). With this, it was possible to verify that the compressive strength, at 28 days, tends to increase with the increase of the fiber content, mainly with the use of recycled aggregate. When the steel fiber content increases, there is an increase in the modulus of elasticity, and this behavior is not observed for the concrete with AR glass fiber. For absorption and specific mass tests, the type of aggregate does not significantly influence the behavior of the concretes of this research.
  • Influência da velocidade de estampagem e anisotropia no comportamento tribológico e fratura de uma chapa de aço AISI 430Nb Article

    Luiz, Valmir Dias; Amaral, Erriston Campos; Souza, Vitor Pagani de; Rodrigues, Paulo César de Matos

    Resumo em Português:

    RESUMO Na conformação de chapas metálicas, as propriedades mecânicas do material e os aspectos relacionados ao atrito têm sido uma das principais preocupações, pois têm grande influência na produtividade, qualidade do produto e custos de produção. Nesse contexto, é de extrema importância compreender e ser capaz de controlar os diferentes fatores que afetam o atrito durante o processo de deformação plástica. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da variação da velocidade de estampagem e da anisotropia no comportamento tribológico e na fratura de uma tira de aço inoxidável ferrítico AISI 430 estabilizado com Nb deslizando sobre um pino de metal duro (WC-12% Co). Para isso, foi utilizado um teste de conformabilidade que simula o atrito entre a chapa e a ferramenta. O coeficiente de atrito, ductilidade e dureza na fratura foram medidos para investigar o efeito da velocidade de ensaio e da anisotropia da chapa de aço nos resultados experimentais. Uma análise comparativa dos resultados revelou que o coeficiente de atrito diminuiu com o aumento da velocidade de teste. Além disso, a orientação da tira metálica influenciou sintomaticamente no atrito, sendo maior no sentido de laminação, cuja rugosidade superficial foi maior que no sentido transversal. Como resultado da deformação plástica, a dureza e resistência da chapa de aço aumentaram, mas a ductilidade diminuiu, porém, o aumento da velocidade de ensaio também influenciou os valores desses parâmetros causando uma diminuição, muito provavelmente, devido ao aumento da temperatura na interface de contato.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In sheet metal forming, mechanical properties of the material and aspects related to friction have been one of the main concerns, as they have a great influence on productivity, product quality and production costs. In this context, it is extremely important to understand and to be able to control the different factors that affect ­friction during the plastic deformation process. This study aims to investigate the influence of drawing speed and ­anisotropy on the tribological behavior and fracture of an AISI 430 ferritic stainless-steel strip stabilized with Nb sliding over a hard metal pin (WC-12%Co). A formability test that simulates the friction between the sheet and tool was used. The coefficient of friction, ductility and hardness in the fracture were measured to investigate the effect of drawing speed and anisotropy of the steel for the experimental results. A comparative analysis of the results revealed that the coefficient of friction due to increases surface roughness by roping effect. ­Furthermore, the orientation of the metallic strip influenced symptomatically on the friction, being higher in the rolling direction, which surface roughness was higher than the transverse direction. As a result of plastic deformation, the hardness and strength of the steel sheet increased, but the ductility decreased; however, the increase in ­drawing speed also influenced the values of these parameters causing a decrease, most probably, due to the increase temperature at the contact interface.
  • Biocompósito biodegradável hidrofóbico a base de amido de banana verde associado à celulose bacteriana Artigos

    Oliveira, Rafaela Vargas; Kumineck Junior, Sandro Rogério; Garcia, Michele Cristina Formolo; Apati, Giannini Pasiznick; Leitzke, Tatiana da Cunha Gomes; Schneider, Andrea Lima dos Santos; Pezzin, Ana Paula Testa

    Resumo em Português:

    RESUMO Neste trabalho foi desenvolvido um biocompósito biodegradável a base de amido de banana verde (ABV) associado à celulose bacteriana (CB) e glicerina (GL), visando aplicação em produtos de rápida descartabilidade. Para a extração do amido, bananas verdes foram lavadas, cortadas e submersas em bissulfito de sódio a 1%, armazenadas em geladeira por 24 h, trituradas em liquidificador com água destilada e peneiradas. O amido precipitado foi disposto em placas de Petri e seco em estufa a 37 °C. Para avaliação da melhor composição com características hidrofóbicas e hidrofílicas, foi realizado um planejamento fatorial 23 completo com 3 pontos centrais, totalizando 11 amostras, sendo avaliada a influência da concentração de farelo de CB nos níveis 10 e 30 g/L, GL nas concentrações de 0 e 16 g/L e metiltrietoxisilano (MTES) na etapa de silanização nas concentrações de 0 e 4% em solução alcoólica. A análise de ângulo de contato permitiu identificar a hidrofobicidade das amostras comprovando a eficácia da silanização. Com base nas medidas de ângulo de contato das amostras foram produzidos os corpos de prova para caracterização contendo 20 g/L de CB, 8 g/L de GL e 4% de silano, uma vez que quanto maior concentração de silano, maior foi a hidrofobicidade do material. A análise de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) apontou as bandas características de silano, comprovando a reação química com MTES, sendo também possível constatar a existência do amido, CB e GL. A análise termogravimétrica (TGA) demonstrou que a temperatura de degradação máxima da amostra ABV/FCB/GLcs silanizada (4%) se apresenta em Tmáx3= 310°C. Com o teste de degrabilidade em solo foi possível identificar que as amostras funcionalizadas demoram mais para degradar em comparação com as não silanizadas devido à sua barreira a umidade, característica que desacelera a degradação por microorganismos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In this work, a biodegradable biocomposite was developed, the green banana starch (GBS) associated with bacterial cellulose (BC) and glycerin (GL), aiming for application in rapid disposability products. For starch extraction, green bananas were washed, cut and submerged in 1% sodium bisulfite, stored in the refrigerator for 24 h, crumbled in a blender with distilled and sieved water. The precipitated starch was disposed of on Petri dishes and dried in an oven at 37°C. A complete factorial planning was carried out to evaluate the best composition with hydrophobic and hydrophilic characteristics with 3 central points, totaling 11 samples, the influence of BC bran concentration at levels 10 and 30 g/L, concentrations of 0 and 16 g/L and methyltriethoxisilane (MTES) in the silanization stage in concentrations of 0 and 4% in alcoholic solution. The contact angle analysis allowed identifying samples’ hydrophobicity, proving silanization effectiveness. Based on the contact angle measurements of the samples, the proof bodies for characterization were produced containing 20 g/L of BC, 8 g/L of GL and 4% silane since the higher concentration of silane, the greater material hydrophobicity. The infrared spectroscopy analysis with Fourier transform (FTIR) pointed out the silane characteristics bands, proving the chemical reaction with MTES, and it is also possible to see the existence of starch, BC and GL. Thermogravimetric analysis (TGA) demonstrated that the maximum degradation temperature of the sample GBS /FBC/GLcs silanized (4%) is Tmax3= 310 °C. With the soil degradability test, it was possible to identify that the functionalized samples take longer to degrade than those not silanized because of their barrier moisture, a characteristic that slows down microorganisms’ degradation.
  • Influência do colágeno tipo I na propriedade físico-química, morfológica e biológica de blendas poliméricas de PLGA para aplicação oftálmica Artigos

    de Barros Ferreira, André; Sales, Ana Flávia Rodrigues; Nicodemos da Silva, Sidney; Michelle Freitas, Kátia

    Resumo em Português:

    RESUMO Implantes biodegradáveis associados ao sistema de liberação de drogas são promissores para o sucesso do tratamento de doenças oftálmicas. Dentre os diversos materiais empregados para o desenvolvimento desses dispositivos, o colágeno possui propriedades singulares e bastante consideráveis na biomédica como a biocompatibilidade e segurança conhecidas. O presente estudo desenvolveu blendas poliméricas e investigou a influência do colágeno nas características térmicas, química, morfológicas e biológicas, em combinação com PLGA (poli-ácido lático-co-glicólico). As blendas foram obtidas em diferentes proporções de PLGA e colágeno: P75C25 (75 % PLGA e 25 % colágeno) e P50C50 (50 % PLGA e 50% colágeno). Em análises de difratometria de raio X (DRX) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), os produtos obtidos preservaram a propriedade amorfa e apresentaram semelhanças nos perfis de espectro de absorção de bandas em relação as matrizes poliméricas. O aumento de colágeno é inversamente proporcional à redução do pico de temperatura de degradação térmica sem perda máxima de massa da blenda, ao contrário do que foi observado na amostra P75C25. Além disso, P50C50 apresentou redução de molhabilidade, ou seja, menor hidratação que contribuiu na degradação controlada da blenda e uma morfologia heterogênea. Na caracterização biológica, ambas amostras apresentaram características hemocompatíveis sem alteração morfológica dos linfócitos isolados ou mudança nos níveis de espécies reativas de oxigênio. Desse modo, as blendas poliméricas podem ser potencialmente aplicáveis como uma plataforma multifuncional visando o aprisionamento e sistema de liberação de fármacos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Biodegradable implants associated to the drug delivery system are promising for the successful treatment of ophthalmic diseases. Among these materials used for the development of ophthalmic devices, collagen has unique and considerable properties in biomedicine, such well-known biocompatibility and safety. The present study developed polymeric blends and investigated the influence of collagen on thermal, chemical, morphological and biological characteristics in combination with PLGA (polylactic-co-glycolic acid). The blends were obtained in different proportions of PLGA and collagen: P75C25 (75% PLGA and 25% collagen) and P50C50 (50% PLGA and 50% collagen). In X-ray diffractometry (XRD) and Fourier transform infrared spectrometry analysis (FTIR), the obtained products preserved the amorphous property and revealed similar of bands absorption spectrum profiles compared the polymeric matrices. The increase in collagen is inversely proportional to reduced the thermal degradation temperature peak without maximum loss of material mass, contrary to the observed in the P75C25 sample. In addition, P50C50 showed low wettability in relation to P75C25, so less hydration that contributed to the controlled degradation of the blend and a heterogeneous morphology. In the biological characterization, both samples showed hemocompatible characteristics, preserved the morphology of isolated lymphocytes and no induction of oxidative stress was observed. Thus, polymeric blends could used potentially as multifunctional platform aimed at drug-entrapment and delivery system.
  • Tijolos de solo-cimento usados para Habitação de Interesse social (HIS) em mutirão: estudo de caso em olaria comunitária Artigos

    Augusto Euphrosino, Camila; Jacintho, Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila; Lorena Pimentel, Lia; Camarini, Gladis; Fontanini, Patricia Stella Pucharelli

    Resumo em Português:

    RESUMO Práticas mais sustentáveis que reduzam os impactos causados no meio ambiente são cada vez mais utilizadas, juntamente com o crescimento de normas, programas e certificações que atuam nos setores industriais com a finalidade de mitigar ações que prejudiquem o meio ambiente. A indústria da construção civil é uma das que mais contribuem com o prejuízo ambiental devido seus altos índices de perdas e desperdícios. Consequentemente, o uso de materiais sustentáveis na construção se encontra cada vez mais necessário. Esse trabalho tem como objetivo principal um estudo do tijolo solo-cimento, mais conhecido como tijolo ecológico, produzido em olaria comunitária e usado em HIS (Habitação de interesse social) na cidade de Limeira-SP. Para isso foi realizado, em laboratório, a verificação da resistência à compressão axial do tijolo solo-cimento, bem como suas dimensões, de acordo com a norma NBR 8492:2012. Os dados foram analisados estatisticamente e comparados com valores requisitados pela norma NBR 8491:2012. Além disso, foram analisados tijolos fabricados em ambiente controlado, com quatro relações de solo e cimento diferentes e feito o mesmo procedimento para a verificação da resistência à compressão axial e dimensões. Outro fator estudado foi a substituição parcial da matéria prima natural por resíduos do próprio tijolo. Conforme as etapas anteriores, também foram analisadas as dimensões e a resistência à compressão axial. Os resultados encontrados foram satisfatórios: os tijolos com adições de agregados reciclados apresentaram valores de resistência à compressão maiores do que o convencional.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT More sustainable practices that reduce the impacts caused on the environment are increasingly used, together with the growth of standards, programs and certifications that work in the industrial sectors in order to mitigate actions that harm the environment. The construction industry is one that most contribute to environmental damage due to its high rates of losses and waste. Consequently, the use of sustainable materials in construction is increasingly necessary. This aims study the soil-cement brick, better known as ecological brick, produced in community pottery and used in HSI (Housing of social interest) in the city of Limeira-SP. For this purpose, in the laboratory, the verification of the axial compression strength of the soil-cement brick was carried out, as well as its dimensions, according to the standard NBR 8492:2012. The data were analyzed statistically and compared with values required by the standard NBR 8491:2012. In addition, bricks manufactured in a controlled environment with four different soil and cement ratios were analyzed and the same procedure was performed to check the axial compression strength and dimensions. Another factor studied was the partial replacement of the natural raw material with residues from the brick itself. According to the previous steps, dimensions and resistance to axial compression were also analyzed. The results found were satisfactory: the bricks with additions of recycled aggregates showed higher compressive strength values than the conventional one.
  • Uso sustentável de extratos de origem animal e vegetal como aditivos para prevenção à corrosão da cadeia de fertilizantes Artigos

    Ammirati, Ana Cristina; Nascimento, Carmem Célia Francisco do

    Resumo em Português:

    RESUMO A indústria de fertilizantes no Brasil vem crescendo de forma acelerada puxada pelo aumento do agronegócio, porém essa cadeia industrial envolve operação contínua em meio agressivo, gerando paradas para manutenção corretiva devido ao desgaste da cadeia industrial por corrosão. Nos últimos anos, o custo da indústria com manutenção chegou a 4% em relação ao faturamento bruto. Com o objetivo de diminuir esse custo e visando à sustentabilidade, têm-se investido em novas técnicas para proteger a planta de produção contra os efeitos severos da corrosão, objetivando o aumento da produção, diminuição das paradas para manutenção, prorrogação da vida útil da planta e diminuição de resíduos tóxicos. Vários estudos com extratos de origem animal e vegetal têm sido realizados como possíveis aditivos de proteção à corrosão de superfícies metálicas, por serem considerados ambientalmente corretos, formando um filme na interface metal-meio corrosivo. Esse trabalho mostra estudos de corrosão por técnicas eletroquímicas em aço 1020 contendo extratos de Struthio Camelus (avestruz), Crolatus Durissus (cobra cascavel) e de Elaeis Guineensis (palma) em solução de Cloreto de Sódio (NaCl) e Ureia 3%. Os resultados indicaram uma diminuição significativa nas taxas de corrosão do aço quando submetido a Ureia 3% na presença de todos os extratos, quando comparado com os resultados obtidos na presença de NaCl 3%. O aço carbono com extrato de Crolatus Durissus em Ureia 3% apresentou taxa de corrosão de 0,003 mm/ano, o melhor comportamento nesse meio, seguido do extrato de Elaeis Guineensis, 0,009 mm/ano. O aço na presença de Elaeis Guineensis com NaCl 3% apresentou uma taxa de corrosão de 0,05 mm/ano, sendo o melhor resultado para esse meio corrosivo.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The fertilizer industry in Brazil has been growing at an accelerated pace driven by the increase in The fertilizer industry in Brazil has been growing at an accelerated pace driven by the increase in agribusiness, however this industrial chain involves continuous operation in an aggressive environment, generating stops for corrective maintenance due to the wear and tear of the industrial chain due to corrosion. In recent years, the cost of the industry with maintenance has reached 4% in relation to gross sales. With the objective of reducing this cost and aiming at sustainability, new techniques have been invested to protect the production plant against the severe effects of corrosion, aiming at increasing production, reducing maintenance stops, extending the plant’s useful life and decrease in toxic waste. Several studies with extracts of animal and plant origin have been carried out as possible corrosion protection additives for metallic surfaces, as they are considered environmentally correct, forming a film at the corrosive metal-medium interface. This work shows corrosion studies by electrochemical techniques on 1020 steel containing extracts of Struthio Camelus (ostrich), Crolatus Durissus (rattlesnake) and Elaeis Guineensis (palm and palm kernel) in a solution of Sodium Chloride (NaCl) and 3% Urea. The results indicated a significant decrease in the corrosion rates of steel when submitted to 3% Urea in the presence of all extracts, when compared with the results obtained in the presence of 3% NaCl. Carbon steel with Crolatus Durissus extract in Urea 3% showed a corrosion rate of 0.003 mm/year, the best behavior in this medium, followed by Elaeis Guineensis extract, 0.009 mm/year. Steel in the presence of Elaeis Guineensis with 3% NaCl showed a corrosion rate of 0.05 mm/year, being the best result for the medium.
  • Characterization and Evaluation of Syenite rocks of Poços de Caldas (MG - Brazil) in the Manufacture of Frit and Glazes Articles

    Gouvêa Junior, José Tadeu; Maestrelli, Sylma Carvalho; Silva, Luciano Luis da; Del Roveri, Carolina

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The present work aimed to characterize the firing behavior of glazes formulated using samples of rocks from the region of Poços de Caldas as a substitute for feldspar. Four formulations were performed, using samples before and after a magnetic separation process. The raw materials were analyzed for their chemical-mineralogical characteristics and the formulations were characterized using Binil Surface Application and fusibility button test, in colorimetric and brightness analyzes. The formulations were also characterized for their coloration compared to the standard glaze, holding nepheline. It was verified that the potassium rock sample presented dark colors (post-magnetic separation), making it impossible to use. The foyaite samples showed promising results, before and after the magnetic separation. According to the results of the colorimetric analysis as the fusibility tests were performed, the non-magnetic samples were clearer due to a comparison of the standard sample of nepheline in both fluorescent light and sunlight, indicating that these samples have potential for use in the formulation of glazes and are interesting alternatives to nepheline and feldspars.
  • Avaliação das propriedades físicas e térmicas de cerâmicas refratárias produzidas com cinza da casca de arroz e alumina calcinada Artigos

    Quevedo, Juliana Calage; Tier, Marco Antonio Durlo; Marangon, Ederli; Cenci, Charles Severo

    Resumo em Português:

    RESUMO A casca do arroz aparece como um subproduto de grande importância para a geração de energia devido ao seu elevado poder calorífico, assim como as cinzas resultantes do processo de queima que são ricas em sílica. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar os efeitos da incorporação da cinza da casca de arroz e da alumina calcinada nas propriedades físicas e térmicas de cerâmicas refratárias. As matérias-primas foram caracterizadas quanto à composição química pela Fluorescência de Raios-X e composição de fases por Difração de Raios-X. As propriedades físicas investigadas foram porosidade aparente, absorção de água, densidade aparente, retração linear e variação de massa. As propriedades térmicas avaliadas foram resistência ao choque térmico à temperatura de 500 ºC e a condutividade térmica. A cinza da casca de arroz empregada nesta pesquisa confirmou seu potencial como precursor cerâmico no desenvolvimento de refratários silicosos. Após a sinterização observou-se a presença das fases cristobalita, alumina-α, mulita e quartzo. Com a adição de 10 % de cinza de casca de arroz observou-se um aumento da retração linear das cerâmicas. A porosidade aparente, a absorção de água, a condutividade térmica e a resistência ao choque térmico aumentaram com a adição de alumina calcinada, em particular no percentual de 30 %. As modificações nas propriedades podem ser explicadas pelo aumento da porosidade e pelas fases, em especial alumina-α. A resistência ao choque térmico e condutividade térmica apresentaram valores aceitáveis para o uso na indústria siderúrgica.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The rice husk appears as a by-product of great importance for energy generation due to its high calorific value, as well as the ashes resulting from the burning process which are rich in silica. The main objective of this assignment was to evaluate the effects of the incorporation of rice husk ash and calcined alumina on the physical and thermal properties of refractory ceramics. The raw-materials were characterized in terms of chemical composition by X-Ray Fluorescence, phase composition, by X-Ray Diffraction. The physical properties investigated were apparent porosity, water absorption, bulk density, linear retraction and mass variation. The thermal properties evaluated were thermal shock resistance at 500 ºC and thermal conductivity. The rice husk ash used in this research confirmed its potential as a ceramic precursor in the development of silicate refractories. After sintering, the presence of the cristobalite, alumina-α, mullite and quartz phases was observed. With the addition of 10 % of rice husk ash, there was an increase in the linear retraction of the ceramics. The apparent porosity, water absorption, thermal conductivity and thermal shock resistance increased with the addition of calcined alumina, in particular in the percentage of 30 %. The modifications in properties can be explained by the increase in porosity and the phases, in particular alumina-α. Resistance to thermal shock and thermal conductivity showed acceptable values for use in the steelworks industry.
  • Effect of thermal aging on the microstructure and mechanical properties of stainless steel UNS S31803 Articles

    Costa, Junia Maria Gândara; Lacerda, José Carlos de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Cândido, Luiz Cláudio

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Duplex stainless steel UNS S31803 exhibits high mechanical strength with high corrosion properties, due to its microstructure composed of ferrite and austenite phases, in equal proportion. When the UNS S31803 steel is submitted to high temperatures, some precipitations can occur, such as nitrites, carbides, and third phases (e.g. sigma phase -σ, and alpha prime - α'). These phases are deleterious in relation to the mechanical properties and corrosion resistance, and their effects are analyzed regarding the properties of the steel. In order to evaluate the precipitation of this deleterious phase, isothermal treatment was done at 500°C for 144 hours (α' phase) and at 850ºC for 80 minutes (σ phase). The results were obtained through the microstructural analysis and tensile tests. The presence of sigma phase was verified in the grain boundary, an increase in the mechanical resistance with a loss of toughness. There was as well as an increase in mechanical resistance with the precipitation of α', with less loss of ductility than that observed in the experiments involving the presence of sigma phase.
  • Estudo experimental da compatibilidade entre aditivos químicos e cimento Portland em misturas cimentícias através de calorimetria Artigos

    Nunes, Jessica Silva; Polesello, Eduardo

    Resumo em Português:

    RESUMO Os aditivos químicos, cada vez mais utilizados na construção civil, vêm desempenhando importante papel na tecnologia de materiais cimentícios por modificarem alguns comportamentos de misturas cimentícias, como a trabalhabilidade e retardo ou aceleração de pega. A grande variedade de aditivos disponível necessita o conhecimento de sua compatibilidade quando utilizados com diferentes composições cimentícias, considerando o tipo de aditivo, teor de dosagem e cimento utilizado na mistura. Para tal, o presente estudo visa analisar a compatibilidade da interação entre cimentos e aditivos, através de curvas calorimétricas geradas a partir de um calorímetro semi-adiabático. A análise foi realizada pela produção de pastas resultantes da composição de misturas entre dois tipos de cimento Portland (CPIV e CPV) e cinco aditivos redutores de água, sendo quatro classificados como plastificantes e um como superplastificante, provenientes de fabricantes distintos, e água. As misturas têm relação água/cimento (a/c) fixada em 0,40 e diferentes teores de dosagens dos aditivos: 0,0%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0%. Os resultados mostraram que a presença de aditivo nas pastas cimentícias tem influência no calor de hidratação gerado e nos tempos de início e fim de pega das pastas. A temperatura máxima diminui e ocorre um retardo considerável no início de pega com a incorporação de maiores quantidades de aditivo plastificante nas pastas estudadas, enquanto que para as pastas produzidas com aditivo superplastificante esse retardo expressivo não foi registrado.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Chemical admixtures, increasingly used in construction, have been an important role in cementitious materials technology by modifying some behaviors of cementitious mixtures, such as workability and delay or acceleration of the setting time of cement. The wide variety of admixtures available requires knowledge of their compatibility when used with different cementitious compositions, considering the type of admixtures, the dosage content and type of cement used. Thus, this study aims to analyze a compatibility of the interaction between cements and additives through calorimetric curves generated from a semi-adiabatic calorimeter. The analysis will be performed by the production of pastes resulting from the composition of mixtures between two types of Portland cement (CPIV and CPV) and five water reducing admixtures, four classifieds as plasticizers and one as a superplasticizer, from different manufacturers, and water. The mixtures have a water/cement ratio (w/c) set at 0.40 and different dosage levels of admixtures: 0.0%, 0.4%, 0.6%, 0.8% and 1.0%. The results showed that the presence of admixture in the cement pastes influences in the hydration heat and in the initial and final setting time of cement pastes. The maximum temperature decreases and a considerable delay at initial setting time occurs when the quantity of plasticizer admixture in the mixtures is increased, whereas for the pastes produced with superplasticizer admixture this expressive reactant was not registered.
  • A new dynamic apparatus for asphalt mix fatigue and stiffness modulus: development, validation and numerical simulations Articles

    Barra, Breno Salgado; Momm, Leto; Pérez, Yader Alfonso Guerrero; Mikowski, Alexandre; Nierwinski, Helena Paula; Siroma, Rodrigo Shigueiro; Nguyen, Mai-Lan; Hughes, Gary; Momm, Gustavo Garcia

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The main aim of this paper is to describe the development and validation of a new test apparatus for measuring complex stiffness modulus and fatigue of asphalt mix, so-called FADECOM. Both evaluations are executed with cyclic loading and continuous modes, in order to demonstrate the effectiveness of test results when applied to asphalt pavement design solutions. Results obtained with the new apparatus are compared to existing methods designed on the same mechanical principles, and which are already calibrated and taken as international standardized references. Methods presented in this paper are based on Discrete Fourier Transform (DFT) analysis of data recorded by the test apparatus; a parametric code which executes the analysis was implemented in C++. Interlaboratory comparisons of test results with FADECOM indicate random deviations of approximately 3 microstrains (x 10-6 µdef) for determination of fatigue strain at 106 cycles, and less than 10% relative difference for complex stiffness modulus. Agreement with FADECOM demonstrates direct applicability of the new method for obtaining accurate data for dynamic numerical simulations comprising asphalt pavement design.
  • Avaliação das propriedades estruturais e fotocatalíticas de compósitos g-C3N4/ZnO/xerogel de carbono sintetizados com diferentes tipos de tanino Artigos

    Sousa, Juliana Giancoli Martins de; Moraes, Nicolas Perciani de; Goes, Clarice Moreira; Dantas, Gustavo Viégas Jucá; Silva, Maria Lucia Caetano Pinto da; Rodrigues, Liana Alvares

    Resumo em Português:

    RESUMO Explorou-se a influência de diferentes precursores carbonosos no desenvolvimento de fotocatalisadores g-C3N4/xerogel de carbono/ZnO. O acoplamento entre o óxido de zinco e o nitreto de carbono grafítico é adequado para impulsionar a degradação de poluentes orgânicos. A função do xerogel de carbono é melhorar a transferência de cargas e aumentar a atividade do catalisador sob radiação solar. Foram usados diferentes taninos comerciais (PHENOTAN AP, AG e BS) para avaliar o efeito do precursor carbonoso nas propriedades do compósito. O óxido de zinco possui estrutura cristalina hexagonal. A espectroscopia de reflectância difusa mostrou que os materiais absorvem radiação na região do espectro visível, sendo o material preparado com PHENOTAN AP o que apresentou maior capacidade de absorção. A análise de microscopia eletrônica de varredura mostrou que os materiais são compostos por aglomerados de partículas que tendem a esfericidade. A análise de espectroscopia de energia dispersiva, feita apenas para o material PHENOTAN AP, mostrou que os elementos que compõe o material estão homogeneamente distribuídos na matriz. Por meio da isoterma de nitrogênio, observou-se que os materiais possuem isoterma do tipo IV-H3, sendo que o material PHENOTAN AP apresentou a maior área superficial. A análise de distribuição de poros mostrou que o diâmetro de maior ocorrência se encontra entre 20 e 40 nm. Por meio da termogravimetria, observou-se o material sintetizado com PHENOTAN AP apresenta maior estabilidade térmica. Foi observado que o precursor utilizado na síntese dos compósitos influencia significativamente a atividade fotocatalítica dos materiais. O compósito que apresentou a maior eficiência na fotodegradação do 4-clorofenol sob radiação solar foi o preparado com PHENOTAN AP devido à sua capacidade de absorção de radiação superior, maior área superficial e maior volume de poros. Não houve adsorção significativa do 4-clorefenol nos materiais produzidos, assim como não foi verificada lixiviação dos fotocatalisadores ternários durante o processo.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The influence of different carbonaceous precursors on the development of g-C3N4/carbon xerogel/ZnO photocatalysts was explored. The coupling between zinc oxide and graphitic carbon nitride is suitable for boosting the degradation of organic pollutants. The function of carbon xerogel is to improve charge transfer and increase catalyst activity under visible radiation. Different commercial tannins (PHENOTAN AP, AG and BS) were used to evaluate the precursor effect on the composite’s properties. X-ray diffractometry showed that the materials have the hexagonal crystal structure of zinc oxide. Diffuse reflectance spectra obtained exhibited the characteristic behavior of zinc oxide (λ<420nm). Furthermore, the material prepared with PHENOTAN AP had a superior visible light absorption capacity. The scanning electron microscopy analysis showed that the materials are composed of clusters of particles similar to spheres and the materials in particle size. The dispersive energy spectroscopy analysis was performed only for the material prepared with PHENOTAN AP and evidenced that all elements are well distributed in g-C3N4/carbon xerogel/ZnO matrix. The nitrogen adsorption isotherms of the materials showed that the isotherms characteristics (type IV-H3), whereas the material synthesized with PHENOTAN AP has the largest specific surface area. The pore distribution of the materials showed that the materials had most developed porous structure, with pores ranging from 20 nm to 40 nm. Through thermogravimetry analysis it is possible to observe that the PHENOTAN AP has superior thermal stability. It was observed that the precursor used in the synthesis of composites significantly influences the photocatalytic activity of the materials. The composite with the highest photodegradation efficiency of 4-Chlorophenol under solar radiation was prepared with PHENOTAN AP, since it has a superior visible radiation absorption, greater amount of carbon, greater surface area and greater volume of pores. It is also worth noting that there was no significant adsorption of 4-chlorophenol in the materials synthesized, as well as no leaching of the photocatalysts during the process.
  • Síntesis hidrotermal de zeolitas a partir de ceniza volcánica mediante tratamiento alcalino y su potencial aplicación en la remoción de NH4+, Pb2+, Zn2+ y Mn2+ Artigos

    Valdivia, Marcelo Rodríguez

    Resumo em Espanhol:

    RESUMEN Este artículo reporta los resultados de una investigación realizada para examinar la posibilidad de obtener material zeolítico de alta capacidad de adsorción a partir de una ceniza volcánica peruana. La aplicación directa del producto zeolítico es en el tratamiento de efluentes provenientes de plantas industriales y operaciones mineras. Los experimentos se realizaron en un reactor autoclave utilizando soluciones con diferentes concentraciones de NaOH, variando la temperatura (entre 25 y 200°C) y el tiempo de contacto entre el material volcánico y la solución (entre 4 y 24 horas). El producto obtenido se caracterizó mediante análisis difractométrico, análisis microscópico de barrido (SEM), determinación de la superficie específica y la capacidad de intercambio catiónico (CIC). Los resultados obtenidos mostraron que se producen diferentes tipos de zeolitas sintéticas en función de la temperatura. Entre 80 y 100ºC se forma zeolita sintética NaP1, mientras que a temperaturas más altas; analcima e hidroxicancrinita. La mayor capacidad de intercambio catiónico (CIC), igual a 410 meq/100g; corresponde al producto obtenido a 100ºC con alta formación de zeolita NaP1. Con el producto zeolítico obtenido, después de atacar muestras de material volcánico con una solución de NaOH 2,5M, variando la temperatura y el tiempo de contacto entre la solución y el material volcánico; se realizaron pruebas de intercambio catiónico utilizando soluciones que contienen cationes NH4+, Pb2+, Zn2+ y Mn2+.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This paper reports the results of an investigation carried out to examine the possibility of obtaining zeolitic material with high adsorption capacity from a Peruvian volcanic ash. The direct application of the zeolitic product is in the treatment of effluents from industrial plants and mining operations. The experiments were carried out in an autoclave reactor using solutions with different concentrations of NaOH, varying temperature (over the range 25-200°C) and the contact time between the volcanic material and the solution over the range 4-24 hours. The product obtained was characterized by means of diffractrometric and scanning microscopic analysis (SEM) as well as specific surface area and cation exchange capacity (C.E.C.) determinations. The results showed that different types of synthetic zeolites are produced as a function on the temperature, NaP1 zeolite at temperatures of 80-100°C and analcime and hydroxycancrinite at higher temperatures. The highest C.E.C., around 410 meq/100g, corresponds to the product obtained at 100 °C with high formation of NaP1 zeolite. Whit the zeolitic product obtained after attack with a 2,5 M NaOH solution, varying temperature and solution/volcanic material contact time, were further characterized by cation exchange tests using solutions containing NH4+, Pb2+, Zn2+ and Mn2+.
  • Propriedades mecânicas de concretos refratários quimicamente ligados a fosfatos Artigos

    Correa, Adriana Mendes; Brito, Modestino Alves de Moura; Silva, Sérgio Luiz Cabral da; Lins, Vanessa de Freitas Cunha; Domingues, Rosana Zacarias

    Resumo em Português:

    RESUMO O conhecimento das transformações de fase e o papel de diferentes parâmetros no desempenho de sistemas ligados a fosfato são de extrema importância para o campo refratário. Os efeitos do agente de endurecimento, da concentração de ácido fosfórico e dos aditivos no tempo de endurecimento, resistência ao impacto a frio, módulo de ruptura a quente, resistência à abrasão e resistência ao choque térmico dos sistemas refratários quimicamente ligados ao fosfato foram avaliados. O tempo de endurecimento foi menor para misturas contendo cimento (CaO) e uma menor concentração de ácido. Misturas com maior concentração de ácido apresentaram melhor resistência mecânica, à abrasão e ao choque térmico. Apesar de aumentar a resistência mecânica a frio e a abrasão dos materiais, o Budit 6H impactou negativamente as propriedades quentes. Para o aditivo Fabutit761, não houve formação de fase líquida em temperaturas intermediárias e esse aditivo aumentou a resistência mecânica a frio, mas também impactou negativamente a resistência mecânica a quente. As composições contendo cimento como agente endurecedor, ácido fosfórico a 40° Be e aditivo Fabutit761 como fonte extra de fosfato apresentaram um melhor conjunto de propriedades.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The knowledge of the phase transformations and the role of different parameters in the performance of phosphate-bonded systems are of utmost importance for the refractory field. The effect of the setting agent, phosphoric acid concentration and additives on the setting time, cold crush strength, hot modulus of rupture, abrasion resistance, and thermal shock resistance of the phosphate chemically bonded refractory systems was evaluated. The setting time was shorter for mixtures containing cement (CaO) and a lower acid concentration. Mixtures with a higher acid concentration presented better mechanical, abrasion and thermal shock resistance. In spite of increasing the cold mechanical resistance and abrasion of the materials, the Budit 6H negatively impacted the hot properties. For Fabutit761, there was no liquid phase formation at intermediate temperatures and this additive increased the cold mechanical strength, but it also negatively impacted the hot mechanical strength. Compositions containing cement as a setting agent, 40°Be phosphoric acid and Fabutit761 additive as an extra source of phosphate presented a better set of properties.
  • Análise da representatividade da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras da classe C60 da norma brasileira de estruturas de madeira Artigos

    Lahr, Francisco Antonio Rocco; Chahud, Eduardo; Arroyo, Felipe Nascimento; Christoforo, André Luis; Rodrigues, Edson Fernando Castanheira; Almeida, João Paulo Boff; Aquino, Vinicius Borges de Moura

    Resumo em Português:

    RESUMO A madeira é um excelente material estrutural, além de possuir excelente resistência tanto à tração como compressão. Para o dimensionamento correto, as premissas da norma brasileira são de estrema valia como norte para os engenheiros estruturais, pois exibe valores padrão de resistência. Dessa forma, esse estudo tem como objetivo analisar se o valor de resistência ao cisalhamento característico paralelo às fibras da classe C60 exibido na norma brasileira confere com os valores obtidos em ensaio de 23 espécies brasileiras, utilizando a metodologia Bootstrap com 1 milhão de simulações. Além disso, buscou analisar, com modelos de regressão, se é possível estimar a propriedade de resistência (fν0) dessas 23 espécies em função da densidade aparente, buscando assim uma obtenção rápida das propriedades dessas espécies com apenas a densidade aparente. Por final, foi possível concluir que a norma brasileira subestima a resistência ao cisalhamento das madeiras brasileiras, apresentado um valor 26% menor ao que realmente resiste, evidenciando que a norma necessita passar por revisão. Outro ponto foi que os modelos de regressão não mostram significância, ou seja, com a densidade aparente não foi possível estimar a propriedade de resistência.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Wood is an excellent structural material, in addition to having excellent resistance in traction and compression. For correct dimensioning, the premises of the Brazilian standard are extremely valuable as a guide for structural engineers, as it exhibits standard values of resistance. Thus, this study aims to analyze whether the characteristic shear strength value parallel to class C60 fibers shown in the Brazilian standard matches the values obtained in the test of 23 Brazilian species, using the Bootstrap methodology with 1 million simulations. In addition, it sought to analyze, with regression models, whether it is possible to estimate the resistance property (fν0) of these 23 species as a function of apparent density, thus seeking to obtain quickly the properties of these species with only apparent density. Finally, it was possible to conclude that the Brazilian standard underestimates the shear strength of Brazilian woods, presenting a value 26% smaller to what actually resists, showing that the standard needs to be revised. Another point was that the regression models do not show significance, in other words, with the apparent density it was not possible to estimate the resistance property.
  • Uso de sucata de peças técnicas produzidas em Zamac Z5 para preparação de peças para calçados e acessórios por fundição sob pressão Artigos

    Ermel, Joni Moisés; Kunst, Sandra Raquel; Kelsch, Augusto de Freitas; Fuhr, Luciane Taís; Morisso, Fernando Dal Pont; Schneider, Guilherme José; Oliveira, Cláudia Trindade; Rocha, Alexandre da Silva

    Resumo em Português:

    RESUMO Empresas fornecedoras de Zamac reciclam sucatas de peças técnicas provenientes do processo produtivo de zamac injetado sob pressão e revestido por eletrodeposição. No entanto, somente 35% da sucata enviada para beneficiamento é reciclada e retorna para o processo produtivo como matéria-prima. Levando em consideração que a matéria-prima é um dos principais custos das empresas, o reaproveitamento de sucata representa uma oportunidade de economia para o processo fabril. Com isso, o objetivo desse trabalho foi verificar a viabilidade de fundição de sucatas de peças técnicas como matéria-prima para a fabricação de peças para o mercado da moda. A sucata foi analisada quanto à composição química, microestrutura e características térmicas. A sucata foi fundida sob pressão para produção de componentes para calçados e acessórios (elementos estéticos como fivelas e enfeites). Para comparação, enfeites e fivelas foram obtidos com matéria-prima virgem. Os enfeites e fivelas foram analisados quanto à microestrutura, resistência à corrosão e propriedades mecânicas. As amostras fundidas com uso de sucata responderam de forma satisfatória a todos os ensaios e, em alguns casos, de maneira superior às peças de controle, que foram fundidas com matéria-prima virgem. Assim, constatou-se que a sucata oriunda de peças técnicas pode ser usada como matéria-prima para produção de peças e acessórios para o setor de moda e, neste contexto, representa uma possibilidade de redução de custo de fabricação.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Zamak supplier companies recycle scraps of technical parts from the production process of zamak injected under pressure and coated with electrodeposition. However, only 35% of the scrap sent for processing is recycled and returns to the production process as raw material. Taking into account that raw material is one of the main costs of companies, the reuse of scrap represents an opportunity to save the manufacturing process. With that, the objective of this work was to verify the viability of casting scraps of technical parts as raw material for the manufacture of parts for the fashion market. The scrap was analyzed for chemical composition, microstructure and thermal characteristics. The scrap was melted under pressure to produce components for shoes and accessories (aesthetic elements such as buckles and ornaments). For comparison, ornaments and buckles were obtained from virgin raw material. The ornaments and buckles were analyzed for microstructure, corrosion resistance and mechanical properties. Samples cast using scrap responded satisfactorily to all tests and, in some cases, better than control parts, which were cast with virgin raw material. Thus, it was found that scrap from technical parts can be used as raw material for the production of parts and accessories for the fashion sector and, in this context, it represents a possibility of reducing manufacturing costs.
  • Concretos autoadensáveis com baixo consumo de cimento e incorporação da casca do arroz e metacaulim Artigos

    Medeiros, Fernanda Karolline de; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; Sá, Maria das Vitorias Vieira Almeida de; Farias, Evilane Cássia de; Nascimento, Raquel Ferreira do

    Resumo em Português:

    RESUMO O processo de produção de concreto gera um significativo impacto ambiental por ser um dos maiores consumidores de matéria-prima, como areia, pedra e água. Entretanto, o maior impacto é causado pela produção do cimento Portland, material indispensável ao concreto. A diminuição do consumo de cimento para se produzir materiais cimentícios é um importante aliado para a sustentabilidade das construções. Assim, o presente estudo avalia as propriedades reológicas, físicas, mecânicas e de difusão de íons cloreto em concreto autoadensável (CAA) com a incorporação de altos teores de pozolana da casca de arroz (PCA) e metacaulim (MK) em misturas terciárias. Para tanto, foram analisadas duas composições de concretos autoadensáveis com substituição de 40% e 50% de cimento por misturas terciárias com 20% de PCA e 20% de metacaulim e com 30% de PCA e 20% de metacaulim, respectivamente, sendo analisada ainda um CAA de referência com consumo de cimento de 450 kg/m³. Foram realizados ensaios de caracterização do CAA em estado fresco (slump flow test com T500, anel J, funil V e caixa L), além de absorção de água, índice de vazios, massa específica, resistência à compressão e migração de cloretos em regime não estacionário nos CAA após 28 dias de cura. Os resultados evidenciaram que a sinergia das misturas pozolânicas proporcionou desempenhos mecânicos e de durabilidade superiores ao CAA de referência, produzindo concretos autoadensáveis com baixos consumos de cimento de elevada resistência e durabilidade frente a cloretos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The concrete production process generates a significant environmental impact because it is one of the largest consumers of raw materials such as sand, stone and water. However, the greatest impact is caused by the production of Portland cement, a material indispensable to concrete. The reduction of cement consumption to produce cement materials is an important ally for the sustainability of buildings. Thus, this study evaluates the rheological, physical, mechanical and chloride ion diffusion properties in self-compacting concrete (CAA) with the incorporation of high levels of rice husk pozzolan (PCA) and metakaolin (MK) in tertiary mixtures. For this purpose, two compositions of self-adensible concrete were analyzed with substitution of 40% and 50% of cement by tertiary mixtures with 20% of PCA and 20% of metakaolin and 30% of PCA and 20% of metakaolin, respectively, and a reference CAA with a consumption of 450 kg/m³ of science was also analyzed. CAA characterization tests were performed in fresh state (slump flow test with T500, J ring, V funnel and L box), besides water absorption, void index, specific mass, compression resistance and chloride migration in non-stationary regime in CAA after 28 days of cure. The results showed that the synergy of the pozzolanic mixtures provided mechanical performances and durability superior to the reference CAA, producing self-adensible concrete with low cement consumption of high resistance and durability against chlorides.
  • Redução do número de simulações para identificação de parâmetros de modelos DEM usando redes neurais e planejamento de experimentos Artigos

    Matos, Mauro Sérgio Vieira; Vale, Jéssica Caroline Bezerra; Mesquita, Alexandre Luiz Amarante

    Resumo em Português:

    RESUMO O Método de Elementos Discretos (Discrete Element Method - DEM) vem sendo uma ferramenta amplamente usada para simulação de fluxo de material granulado, que abrange diversas aplicações industriais. Para que os resultados da modelagem DEM sejam representativos, é necessário que os valores dos parâmetros de entrada (parâmetros da lei de contato ou microscópicos) do material sejam identificados. Neste procedimento, uma grande dificuldade é o alto custo computacional quando há muitas partículas pequenas e de formas irregulares. Assim, em simulações DEM, é prática comum usar partículas esféricas e em maior escala com a inclusão do parâmetro atrito de rolamento para aumentar a resistência ao cisalhamento. Para usual identificação de parâmetros DEM usando partículas esféricas aumentadas, realizam-se experimentos de laboratório e mede-se uma ou mais propriedades macroscópicas do material particulado. Então, ajustam-se os parâmetros microscópicos até que a predição da propriedade macroscópica do material seja alcançada (geralmente o ângulo de repouso). Em geral, este processo de identificação de parâmetros pode levar muito tempo, pois muitas simulações numéricas serão necessárias devido à multidimensionalidade de parâmetros. A fim de reduzir o número de simulações DEM para se determinar um adequado conjunto de parâmetros de entrada, este trabalho apresenta um método utilizando Planejamento de Experimentos para o planejamento de simulações DEM usando apenas 1/16 de um Fatorial Completo. Esse conjunto de simulações DEM possibilita a geração de uma Rede Neural Artificial que reproduz as simulações DEM, fazendo com que as demais simulações do fatorial completo seja realizada pela rede neural, reduzindo bastante o tempo das demais simulações para atingir o fatorial completo. Desta forma, com o modelo de regressão pela rede neural determina-se um adequado conjunto de parâmetros de entrada do modelo DEM que fornece o comportamento macroscópico almejado do material particulado. O método proposto foi aplicado em um estudo de caso da literatura. Como resultado, o número de simulações DEM foi reduzido em 66,7% para identificar um conjunto de parâmetros de entrada para predição do ângulo de repouso de um minério de ferro coesivo.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Discrete Element Method (DEM) has been a tool used to simulate the flow of granular material, covering a wide range of industries. For DEM modeling results to be representative, it is necessary to identify the values of the contact law parameters of the material. In this procedure, a major difficulty is the computational cost when handling small particles of irregular shapes. Thus, in DEM simulations, it is common practice to use upscaled spheres particles with the inclusion of contact rolling friction parameter to increase the shear strength. For typical calibration of DEM parameters using upscaled particles, laboratory experiments are performed, and one or more material’s bulk properties (macroscopic properties) are measured. Then, the contact law parameters are adjusted until the prediction behavior of the bulk be met (generally the angle of repose). In general, this parameter identification process can take a long time, as many numerical simulations will be required due to the multi-dimensionality of the parameter space. In order to reduce the number of DEM simulations to determine an adequate set of input parameters, this work presents a method using Design of Experiments (DOE) for the DEM simulations using only 1/16 of a Full Factorial. This set of DEM simulations allows the creation of an Artificial Neural Network (ANN) that simulates the DEM simulations, making the remained simulations of the full factorial to be performed by the neural network created. Thus, with the neural network regression model, an appropriate set of input parameters for the DEM model is determined, which provides the desired macroscopic behavior of the particulate material. The proposed method was applied in a case study from literature. As a result, the number of DEM simulations was reduced by 66.7% to identify a set of contact parameters for predicting the angle of repose of a cohesive iron ore.
  • Blasted copper slag as artificial fines in ecofriendly concrete Articles

    Oliveira, Felipe Alves de; Casagrande, Cézar Augusto; Marinho, Érika Pinto; Jochem, Lidiane Fernanda; Nóbrega, Ana Cecília Vieira de

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The present work assessed the feasibility of applying blasted copper slag (BCS) as addition to cementitious composites. Series with 0-15% of BCS were produced and characterized by compression strength, durability, spread and specific gravity. In fresh state, the workability was enhanced in until 250% when adding the slag. Besides, both mechanical strength and durability indicators of BCSR-added concrete were also improved. Although the greater strength at the ages of 7 and 28 days was achieved for the reference concrete, concretes containing 5% and 7.5% of BCSR also reached the expected resistance of 30 MPa at 28 days. Concretes containing 5% and 10% of the slag were the ones that less absorbed water. The reduction in capillary absorption reached 63% in comparison to the ref concrete for 5% BCS-modified concrete. The incorporation of BCS improved the performance of the reference concrete in terms of both mechanical strength and durability. So, the reuse of the BCS produced after abrasive blasting in concretes was viable and sustainable disposal alternative.
  • Influência da adição de resíduo de pneu em matriz de SEBS para aplicação em pisos industriais Artigos

    Neis, Mariana; Santana, Ruth Marlene Campomanes; Morisso, Fernando Dal Pont

    Resumo em Português:

    RESUMO O descarte inadequado de pneus representa um grave problema ambiental, pois seu elevado tempo de decomposição, aliado ao seu descarte incorreto, o torna uma grande ameaça aos recursos naturais, causando contaminação de solos e rios, além de enfermidades provocadas pelo acúmulo de resíduos e água em seu interior, proliferando vírus e bactérias. Dentre as alternativas possíveis de reutilização deste resíduo é possível optar por sua incorporação em outros materiais, o que além de torná-lo um resíduo economicamente atrativo, possibilita que sejam desenvolvidas novas composições de materiais com propriedades diferenciadas. A proposta deste trabalho consiste na adição de resíduo de pneu em matriz de elastômero termoplástico SEBS (copolímero de estireno - etileno/butileno - estireno). Em um primeiro momento avaliou-se a influência do tamanho de grão do resíduo. Foram utilizados grãos de tamanhos de 12, 24 e 35 mesh. Após a realização de ensaios físicos, térmicos e mecânicos, que permitiram a escolha da melhor granulometria, variou-se a concentração de resíduo em 10, 20 e 30% em massa de SEBS. Os resultados mostraram que o composto desenvolvido com granulometria de 12 mesh, em concentração de 10% em massa de SEBS, mostrou-se a composição com melhores propriedades mecânicas, o que sugere sua vantagem em aplicação em pisos industriais.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The inadequate disposal of tires represents a serious environmental problem, since its high decomposition time, together with its incorrect disposal, makes it a great threat to natural resources, causing contamination of soils and rivers, as well as diseases caused by to the accumulation of waste and water inside and the proliferating viruses and bacteria. Among the possible alternatives of reuse of this residue is its incorporation in other materials, which in addition to making it an economically attractive residue and allows the development of new compositions of materials with different properties. The purpose of this work is the addition of tires residue in SEBS thermoplastic elastomer matrix (styrene - ethylene / butylene - styrene block copolymer). In first step, the influence of the grain size of the residue was evaluated. Tires particles of 12, 24 and 35 mesh sizes were used. After physical, thermal and mechanical analysis, which allowed the choice of the best granulometry, the residue concentration was varied in 10, 20 and 30% by mass in SEBS matrix. The results showed that the compound developed with 12 mesh granulometry at a concentration of 10% by mass SEBS matrix showed the composition with better mechanical properties, which suggests its advantage in application on industrial floors.
  • Influência dos parâmetros de estampagem incremental na estampabilidade de chapas de alumínio puro Artigos

    Schreiber, Rafael Gustavo; Kiniz Júnior, Maurício; Fiuza Filho, Fernando; Schaeffer, Lirio

    Resumo em Português:

    RESUMO Neste trabalho foi avaliada a influência do raio da ferramenta, do incremento vertical e da velocidade de avanço na estampagem incremental de alumínio AA1100-H14 com espessura inicial 0,5 mm. Foram realizados dezoito experimentos para conformação de formatos de hiperboloide até que ocorresse a fratura do material. Todos experimentos foram realizados por meio de um braço robótico, que conduziu a ferramenta por uma trajetória pré-determinada. Após a realização dos experimentos foram gerados gráficos de superfície de resposta e foi conduzida análise de regressão múltipla, a fim de determinar uma equação para estimar a máxima deformação no processo em função dos parâmetros selecionados. Foi verificado que a maior estampabilidade no processo é obtida pela associação dos menores valores do raio da ferramenta, do incremento vertical e da velocidade de avanço. Sendo que o raio da ferramenta foi o parâmetro que apresentou maior influência na estampabilidade.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT In this work it was evaluated the influence of the tool radius, step-down and feed rate in the incremental sheet forming of aluminum AA1100-H14 with initial thickness 0.5 mm. Eighteen experiments were performed to form hyperboloid shapes until the material fractured. All experiments were performed using a robotic arm, which guided the tool along a predetermined path. After conducting the experiments, response surface graphics were generated and multiple regression analysis was conducted in order to determine an equation to estimate the maximum strain in the process as a function of the selected parameters. It was found that the highest formability in the process is obtained by the association of the lowest values of the tool radius, step-down and feed rate. The tool radius was the parameter that had the greatest influence on the formability.
  • Aplicação de rejeito de mineração em pequena escala de ouro na produção de tijolo de solo-cimento Artigos

    Gomes, Ana Cláudia Franca; Cordeiro, Carol Cardoso Moura; Santos, Roberto Aguiar dos; Soares, Vítor Rodrigues Alves; Rocha, Sônia Denise Ferreira

    Resumo em Português:

    RESUMO A economia circular na mineração, com a utilização de rejeitos para geração de novos produtos, destaca-se como forma potencial de mitigar o passivo ambiental da atividade mineral. Este trabalho avaliou a utilização de rejeito da mineração de ouro, como matéria-prima principal, na composição de tijolos tipo solo-cimento. Para tal, foram preparadas misturas com traços cimento CPII-Z-32 (1): rejeito (5-10): solo (0-5) e submetidas à caracterização física (distribuição granulométrica pela NBR 7181, massa específica por picnometria a gás hélio e área superficial específica por BET), química (fluorescência de raios-X), mineralógica (difração de raios-X), geotécnica (limites de consistência) e ensaios de compactação (NBR 12023), sendo este último ensaio determinador do teor de umidade ótimo utilizado na produção dos tijolos para cada mistura. Os parâmetros mecânicos dos tijolos foram caracterizados segundo a NBR 8491 e a avaliação ambiental foi realizada através da NBR 10004. Os tijolos com traço 1:5:5 alcançaram resistência a compressão de 3,1 MPa e absorção de água de 17,0%, compatíveis com a exigência da norma. A NBR 10004 classificou estes tijolos como um produto não perigoso e não inerte devido à solubilização de alumínio superior ao limite estabelecido. A liberação de alumínio está associada a composição química natural das matérias-primas. Por outro lado, contaminantes do rejeito, como o cianeto, foram imobilizados pela mistura cimento, rejeito e solo através das fases de hidratação do cimento (C-S-H e C-A-S-H). Portanto, os estudos demonstraram que o rejeito da mineração de ouro estudada, até então considerado passivo ambiental, apresenta potencial para produção de tijolos tipo solo-cimento atendendo as especificações técnicas e ambientais.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The use of mining tailings meets the needs of circular economy as it increases the useful service life of this material. The present work evaluated the use of gold mining tailings (main raw material) in the production of soil-cement bricks formed by cement, tailings and soil. Mixtures were prepared with traces of cement CPII-Z-32 (1): tailings (5-10): soil (0-5) and subjected to physical characterization (particle size distribution - NBR 7181, specific mass by picnometry - helium gas, and specific surface area - BET), chemical (X-ray fluorescence), mineralogical (X-ray diffraction), geotechnical (consistency limits) and compaction tests (NBR 12023), the latter being used to determine the optimum moisture content used in the production of the bricks for each mixture. The mechanical parameters of the bricks were characterized according to NBR 8491 and the environmental assessment was carried out using NBR 10004. The soil-cement brick with the addition of 50% of soil reached values of ft = 3.1 MPa and A = 17.0%. However, even if it meets the specifications of NBR 8491, each mining tailing has unique characteristics of hazardousness. Therefore, the brick with 50% of soil was evaluated according to NBR 10004 in which it was classified as non-dangerous, but not inert due to the high content of aluminum. The higher the soil content, the closer these parameters are to the maximum allowed by the standard. The chemical evaluation showed phases of cement hydration that are related to the stabilization of contaminants such as cyanide. Finally, the tailing studied demonstrated their potential use as a raw material in the manufacture of soil-cement bricks by meeting the Brazilian’s specifications. It is suggested that new bricks with higher proportions of soil be evaluated.
  • Tratamento químico de bagaço de cana-de-açúcar e sua influência na adsorção de glifosato Articles

    Bezerra, Williene Faria da Penha; Dognani, Guilherme; Alencar, Laura Neves de; Parizi, Marcela Prado Silva; Boina, Rosane Freire; Cabrera, Flávio Camargo; Job, Aldo Eloízo

    Resumo em Português:

    RESUMO Em virtude dos índices de produção da cana-de-açúcar, o bagaço proveniente do processamento da cana na indústria sucroalcooleira é hoje o resíduo agroindustrial produzido em maior volume no Brasil. Em 2019 foram gerados cerca de 192 milhões de toneladas deste resíduo. A utilização deste resíduo tem sido alvo de pesquisas em todo o mundo, com destaque às aplicações que visam atender as prerrogativas do conceito de economia circular. Dentro desse cenário, o bagaço de cana-de açúcar (SB) foi tratado em meio alcalino, formando um material adsorvente, SBNaOH. Os efeitos do tratamento químico foram avaliados quanto a propriedades de superfície e quanto a remoção do herbicida glifosato em meio aquoso. O fenômeno adsortivo foi estudado por meio de ensaios de isotermas. Os resultados obtidos foram ajustados aos modelos clássicos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich, onde cada material adsorvente se encaixou em um modelo diferente. A caracterização indicou que o tratamento químico promoveu alteração importante na superfície do resíduo, ampliando a área superficial. SB e o SBNaOH tiveram um comportamento favorável como adsorvente e boa performance na remoção do herbicida, apresentando valores maiores que 65% de em todas as condições de trabalho. A saturação teórica de adsorção regida por Dubinin-Radushkevich (qS) foi na ordem de 8,988 mg/g (R2=0,988) para o SB aos 120 minutos de contato e capacidade máxima encontrada por Langmuir (Qmáx) foi de 13,720 mg/g (R2=0,984) para o SBNaOH aos 40 minutos de contato. O processo foi governado por troca ou partilha de elétrons. O adsorvato se distribui de forma heterogênea na superfície SB, justificando a presença sítios ativos com maior força iônica, e homogeneamente sobre a superfície (monocamada) de SBNaOH. Em geral, o bagaço de cana tratado, provindo de um resíduo agroindustrial, se mostrou um biosorvente alternativo e promissor para remoção de glifosato de sistemas aquosos, gerando assim uma nova aplicação deste resíduo.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Due to the production rates of sugarcane, nowadays, the sugarcane bagasse stemming in the sugar and alcohol industry is the agro-industrial waste produced in greater volume throughout in Brazil. In 2019, about 192 million tons of this waste were generated. The use of this waste has been the aim of researches around the world, with emphasis on applications that aim to meet the prerogatives of the concept of circular economy. Within this scenario, sugarcane bagasse (SB) was treated in an alkaline medium, forming an adsorbent material, SBNaOH. The effects of chemical treatment were evaluated for surface properties and for glyphosate removal in an aqueous medium. The adsorptive phenomenon was studied through isotherm tests. The results obtained were fitted to classical models of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich. The characterization indicated that the chemical treatment promoted an important change in the surface of the residue, increasing the surface area. SB and SBNAOH had a feasible behavior as adsorbent and good performance in the removal of the herbicide, presenting values greater than 65% of under all working conditions. The theoretical adsorption saturation governed by Dubinin-Radushkevich (qS) was in the order of 8.988 mg/g (R2=0.988) for SB at 120 minutes of contact and maximum adsorption capacity by Langmuir (Qmax) was 13.720 mg/g (R2=0.984) for SBNaOH at 40 minutes of contact. The process was governed by the exchange or sharing of electrons. The adsorbate is distributed heterogeneously on the SB surface, justifying the presence of active sites with greater ionic strength, and homogeneously on the SBNaOH surface (monolayer). In general, the treated sugarcane bagasse, coming from an agro-industrial residue, proved to be an alternative and promising biosorbent for the removal of glyphosate from aqueous systems, thus generating a new application of this residue.
  • Estabilização de solo laterítico utilizando cinza do bagaço da cana de açúcar e cal hidratada Artigos

    Lima, Ricardo Paganelli de; Jacintho, Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila; Forti, Nádia Cazarim da Silva; Pimentel, Lia Lorena

    Resumo em Português:

    RESUMO O Estado de São Paulo é referência global no cultivo e na produção de derivados de cana-de-açúcar, nas quais são utilizadas rodovias vicinais, muitas delas não pavimentadas, para o escoamento da safra entre a área da colheita e as usinas de processamento de açúcar e álcool. Para escoar a produção da usina até os centros de distribuição, o transporte rodoviário tem sido o principal meio logístico, tanto do Estado de São Paulo como do Brasil, sendo que apenas 12,4% das rodovias do país são pavimentadas. Além disso, o solo laterítico é o solo mais encontrado em todo o país, sendo frequentemente estabilizados para compor bases e sub-bases de pavimentos, o que eleva os custos das pavimentações. O objetivo desta pesquisa foi estudar a estabilização de um solo laterítico (LA) areia com pouca argila laterítica, utilizando as cinzas da queima do bagaço da cana de açúcar, visando possibilitar sua utilização em camadas de pavimentos. A pesquisa realizada coletou amostras do solo e das cinzas, em usina situada na região de Barretos. Foram realizados ensaios normatizados para caracterização e classificação do solo e da cinza. Foram feitas algumas misturas de solo e cinza – cal, para avaliar a estabilização. Os ensaios realizados mostraram um ganho de resistência CBR (Califórnia Bearing Ratio) do solo natural, que inicialmente tinha CBR 40% e após incorporação de 5% de cinza e 2% de cal atingiu CBR 82%, viabilizando desta forma sua utilização em camadas de base de pavimentação.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Sao Paulo State is a global reference in the cultivation and production of sugar cane derivatives, and side roads, many of them dirt ones, are used to move the crop between the harvesting area and the sugar and alcohol processing plants. To transport the production from the plants to distribution centers, roads have been the main logistics means, not only in Sao Paulo State but also all over Brazil. However, only 12.4% of the roads in the country are paved. Moreover, the lateritic soil is the most common in the country, and it needs to be stabilized to compose bases and sub-bases of pavements, which makes the costs of having roads paved even higher. The objective of this research is to study the stabilization of lateritic soil, using the ashes of the sugarcane bagasse burning, in order to enable its use in layers of pavements. The research carried out collected samples of the soil and the ashes, in a plant located in the region of Barretos. Normative tests were carried out to characterize and classify soil and ash. The gray - lime soil mixture was used to evaluate the stabilization. The results showed a CBR (California Bearing Ratio) gain of the natural soil, which initially had CBR 40% and after incorporation of ash and lime reached CBR 82%, thus making feasible the use in base layers of paving.
  • Desenvolvimento de filmes biodegradáveis de poli(ácido láctico) e proteína isolada de soja produzidos via extrusão plana Artigos

    Morais, Ana Carolina Lemos de; Silva, Thyago Camelo Pereira da; Castro, Layara Lorrana Ribeiro Leite de; Barbosa, Renata; Alves, Tatianny Soares

    Resumo em Português:

    RESUMO Com o agravamento dos problemas ambientas causados pela má gestão de resíduos sólidos, os polímeros biodegradáveis surgem como alternativas de materiais sustentáveis que podem de minimizar o impacto ambiental. Diante da demanda urgente por produtos sustentáveis, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver filmes a base poli (ácido láctico) (PLA) e a proteína isolada de soja (SPI) via extrusão plana para estudo como potencial aplicação em embalagens para alimentos. Os filmes foram produzidos em cinco diferentes formulações: a matriz pura de PLA como filme controle; PLA com 3 e 5% da proteína isolada de soja, PLA com 3 e 5% da proteína isolada de soja com o acréscimo de 1,5% de glicerol, e analisados via termogravimetria, espectroscopia de infravermelho, transmitância por UV-vis e ângulo de contato. O resultados indicaram que a inserção dos componentes à matriz de PLA levou a redução da estabilidade térmica dos filmes, que também não apresentaram interação química entre os seus componentes. As partículas de soja, melhor dispersas na matriz em função da presença do plastificantes, auxiliaram na redução da transmitância dos filmes, e na formação de sistemas hidrofílicos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT With the worsening of environmental problems caused by poor solid waste management, biodegradable polymers emerge as alternatives for sustainable materials that can minimize environmental impact. In view of the urgent demand for sustainable products, this study aimed to develop films based on poly (lactic acid) (PLA) and isolated soy protein (SPI) via flat extrusion for study as a potential application in food packaging. The films were produced in five different formulations: the pure PLA matrix as a control film; PLA with 3 and 5% of the isolated soy protein, PLA with 3 and 5% of the isolated soy protein with the addition of 1.5% glycerol, and analyzed via thermogravimetry, infrared spectroscopy, UV-vis transmittance and angle contact. The results indicated that the insertion of the components in the PLA matrix led to a reduction in the thermal stability of the films, which also did not show chemical interaction between their components. The soy particles, better dispersed in the matrix due to the presence of plasticizers, helped in reducing the transmittance of the films, and in the formation of hydrophilic systems.
  • Efecto corrosivo de la mucosa uterina sobre el DIU de cobre Artigos

    Quezada-Castillo, Elvar; Aguilar-Castro, Wilder; Caffo-Marrufo, Roberto; Quezada-Alván, Bertha

    Resumo em Espanhol:

    RESUMEN El DIU de cobre es un dispositivo intrauterino que actúa mecánica y químicamente para evitar la fertilización del óvulo en el útero materno. En este trabajo se usaron métodos electroquímicos para estudiar la corrosión acelerada de la T de Cu 380A en mucosa uterina en una celda de película delgada, se analizó el ataque corrosivo con microscopía electrónica de barrido, los productos de corrosión por EDS, y se calculó la vida media de la T Cu-380A en el útero materno simulado, encontrándose que la vida media del DIU de cobre es 10 años aproximadamente y los productos de corrosión formados son CuO, Cu2O, fosfatos, Cu2S, CaCO3 e hidróxido de cobre (Cu(OH)2) entre otros.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The copper IUD is an intrauterine device that acts mechanically and chemically to prevent fertilization of the ovum in the mother's womb. In this work, electrochemical methods were used to study the accelerated corrosion of the Cu 380A T in uterine mucosa in a thin film cell, the corrosive attack was analyzed with scanning electron microscopy, the corrosion products by EDS, and the half-life of T Cu-380A in the simulated maternal uterus was calculated, finding that the half-life of the copper IUD is approximately 10 years and the corrosion products formed are CuO, Cu2O, phosphates, Cu2 S, CaCO3 and copper hydroxide (Cu (OH )2) among others.
  • Adsorção de corante azul reativo BF-5G utilizando casca de Manihot Esculenta Crantz Artigos

    Silva, Simone Keily Costa; Santos, Andarair Gomes dos; Leite, Ricardo Henrique de Lima; Aroucha, Edna Maria Mendes; Santos, Francisco Klebson Gomes dos

    Resumo em Português:

    RESUMO A indústria têxtil consome um volume significativo de água no processo de tingimento das fibras. As águas residuais geradas no processamento, além de turvas, devido à presença de corantes que não se fixam na fibra durante o processo de tingimento, são prejudiciais ao ambiente aquático e também aos seres humanos. Esse efluente deve passar por um processo de tratamento antes de ser lançado em corpos hídricos. O tratamento de águas contaminadas com o uso de bioadsorventes possui como vantagens o baixo custo de material e reciclagem de resíduo natural. Baseado no exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de adsorção do corante têxtil Azul Reativo BF-5G em casca de mandioca (Manihot Esculenta Crantz), resíduo proveniente da indústria de farinha de mandioca. A casca de mandioca foi lavada, seca e classificada. Os ensaios de adsorção, em banho finito, foram realizados em diferentes condições de pH, granulometria e temperatura. As capacidades máximas de adsorção, em 24 horas de contato, para as diferentes condições de pH, granulometria e temperatura, foram as seguintes: (qmáx=85,18 mg.g-1; pH=1; 30 °C; 16 mesh); (qmáx=52,30 mg.g-1; pH=0; 30 °C; 32 mesh); (qmáx=92,92 mg.g-1; pH=0; 30 °C; 48 mesh). O processo de adsorção foi espontâneo e exotérmico, o que leva a concluir que a casca de mandioca (Manihot Esculenta Crantz) é um potencial adsorvente para o corante Azul Reativo BF-5G, garantindo economia e praticidade no tratamento desse efluente.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The textile industry consumes a significant amount of water in the fiber dyeing process. The wastewater generated in the processing, in addition to turbid, due to the presence of dyes that do not stick to the fiber during the dyeing process, are harmful to the aquatic environment and also to humans. This effluent must undergo a treatment process before being released into water bodies. The treatment of contaminated water with the use of bioadsorbers has the advantages of low material cost and recycling of natural waste. Based on the above, the objective of this work was to evaluate the adsorption capacity of the textile dye Blue Reactive BF-5G in cassava peel (Manihot Esculenta Crantz), residue from the cassava flour industry. The cassava peel was washed, dried and classified. The adsorption tests, in finite bath, were carried out under different conditions of pH, granulometry and temperature. The maximum adsorption capacities, in 24 hours of contact, were as follows: (qmax=85.18 mg.g-1; pH=1; 30 °C; 180 rpm; 16 mesh); (qmax=52.30 mg.g-1; pH=0; 30 °C; 180 rpm; 32 mesh); (qmax=92.92 mg.g-1; pH=0; 30 °C; 180 rpm; 48 mesh). The adsorption process was spontaneous and exothermic, which leads to the conclusion that the cassava peel (Manihot Esculenta Crantz) is a potential adsorbent for the Reactive Blue BF-5G dye, ensuring economy and practicality in the treatment of this effluent.
  • Avaliação da resistência mecânica e da sucção matricial de um solo siltoso cimentado artificialmente ao longo de 500 dias Artigos

    Baldovino, Jair de Jesús Arrieta; Moreira, Eclesielter Batista; Izzo, Ronaldo Luis dos Santos

    Resumo em Português:

    RESUMO O presente artigo avalia o desenvolvimento da resistência à compressão simples (qu) e sucção matricial (Ψ) de um solo sedimentar cimentado artificialmente ao longo de 500 dias, tempo de cura pouco estudado na literatura. A compressão simples foi sistematicamente investigada ao longo de 500 dias e o os parâmetros de sucção matricial foram pesquisados ao longo de 180 dias. Para isso, um solo siltoso da Formação Guabirotuba de Curitiba/PR foi estabilizado com cal hidratada com porcentagens de 3, 5, 7 e 9% em referência à massa seca do solo em tempos de cura de 15, 30, 60, 90, 180, 360 e 500 dias para compressão simples e durante 15, 30, 60, 90 e 180 para sucção matricial. Corpos de prova foram moldados com os diferentes teores de cal (L), diferentes porosidades (η), diferentes pesos específicos secos aparentes (γd), diferentes umidades de moldagem (ω) e submetidos a ensaios de compressão simples e sucção matricial usando a técnica do papel filtro nos diferentes tempos de cura. Foi usada a relação porosidade/teor volumétrico de cal (η/Liv) para avaliar o desenvolvimento de qu. Os resultados demonstram um crescimento da resistência com o aumento do tempo de cura, com o aumento do teor de cal e com a diminuição dos vazios (isto é, maior peso específico seco). Finalmente, uma equação de dosagem para qu do solo estudado e misturado com cal foi desenvolvida com a relação η/Liv ajustada a um exponente 0,18. Finalmente, foi encontrado que 64% das misturas compactadas da cal com o solo atingem os requisitos mínimos para uso potencial em sub-base para qu ≥ 1200 κPa, de acordo com as normas atuais.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This article evaluates the development of resistance of simple compression (qu) and matrix suction (Ψ) of an artificially cemented sedimentary soil over 500 days, curing time few studied in the literature. Simple compression was systematically investigated over 500 days and the matric suction parameters were investigated over 180 days. For this, a silty soil from the Guabirotuba Formation in Curitiba/PR was stabilized with hydrated lime with percentages of 3, 5, 7 and 9% in reference to the dry mass of the soil at curing times of 15, 30, 60, 90, 180, 360 and 500 days unconfined compression and for 15, 30, 60, 90 and 180 for matrix suction. Samples were molded with different lime contents (L), different porosities (η), different apparent dry specific weights (γd), different molding humidity (ω) and subjected to unconfined compression and matrix suction tests using the filter paper technique at different curing times. The porosity/volumetric lime content (η/Liv) ratio was used to evaluate the development of qu. The results demonstrate an increase in resistance with the increase of the curing time, with the increase of the lime content and with the decrease of the voids (that is, greater dry specific weight). Finally, a dosage equation for of the studied soil and mixed with lime was created with the ratio η/Liv adjusted to an exponent 0.18. Finally, it was found that 64% of the compacted mixtures of lime with soil reach the minimum requirements for potential use in sub-base for qu ≥ 1200 κPa, according to current standards.
  • Influência dos agentes de desforma na qualidade final dos elementos de concreto Artigos

    Santos, Paulo Ricardo Alves dos Reis; Pereira, Gabriel Gregório Sousa; Santos, Hudson Chagas dos; Macêdo, Haroldo Reis Alves de; Almada, Max Silva de; Silva, Lirana Lamara Barreto da

    Resumo em Português:

    RESUMO Este artigo tem como objetivo destacar a influência dos agentes de desforma na qualidade final dos elementos de concreto, frisando as principais consequências e patologias relacionadas ao tipo de desmoldante utilizado, execução da aplicação e limpeza pós desforma. Nesse sentido, busca-se realizar um estudo pautado na revisão integrativa, tendo sido analisadas obras pertinentes ao conteúdo abordado, tomando por base artigos publicados em periódicos e levantamento bibliográfico relevante ao estudo. O banco de dados construído levou em consideração principalmente o relacionamento das obras com o objetivo da pesquisa e utilizou as seguintes fontes de pesquisa: SCIELO, Portal Capes, Google Acadêmico e Science Direct, bem como foram utilizados resultados de dissertações para a construção das discussões da pesquisa. A partir destes, implementou-se uma análise qualitativa das obras e concluiu-se que o uso de maneira errônea dos desmoldantes resulta em uma série de patologias tais como manchas, quebras na seção do elemento de concreto, surgimento de bolhas e/ou vazios na superfície do elemento de concreto, assim como problemas de aderência com revestimentos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This article aims to highlight the influence of deformation agents on the final quality of concrete elements, highlighting the main consequences and pathologies related to the type of release agent used, application execution and post-deformation cleaning. In this sense, we seek to conduct a study based on the integrative review, having analyzed works relevant to the content covered, based on articles published in journals and bibliographic survey relevant to the study. The database built took into consideration mainly the relationship of the works with the research objective and used the following research sources: SCIELO, Portal Capes, Google Scholar and Science Direct, as well as the results of dissertations were used to build the discussions of search. From these, a qualitative analysis of the works was implemented and we concluded that the misuse of the release agents results in a series of pathologies such as stains, breaks in the section of the concrete element, the appearance of bubbles and / or voids on the surface of the concrete element, as well as adhesion problems with coatings.
  • Hidrogéis de PVA/quitosana funcionalizados com óleo de melaleuca visando aplicação como curativos Artigos

    Severo, Amanda Maria Cunha; Fook, Marcus Vinícius Lia; Leite, Itamara Farias

    Resumo em Português:

    RESUMO A investigação de novas formas farmacêuticas para o tratamento de queimaduras, representa um importante avanço tecnológico na área de engenharia de tecidos. Nesse contexto, os hidrogéis à base de poli(álcool vinílico)(PVA) e quitosana(CS) funcionalizados com o óleo essencial de melaleuca surgem como excipientes promissores para uso como curativos, buscando através de um efeito sinérgico obter biomateriais com amplos espectros de ação biológica possível de acelerar e ser eficiente no reparo e cicatrização de tecidos lesionados como queimaduras. Para tanto, a presente pesquisa teve como objetivo a produção e caracterização de hidrogéis PVA/CS nas proporções 1:1 e 1:2 (m/v), respectivamente, funcionalizadas com 3% (v/v) do óleo de melaleuca (OM) pelo método casting, visando a aplicação como curativos. Os hidrogéis funcionalizados foram analisados qualitativamente por inspeção visual e analisados por ensaios de intumescimento e molhabilidade por ângulo de contato assim como caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difratometria de raios X (DRX). Mediante a inspeção visual, a maioria dos hidrogéis apresentaram-se translúcidos, exceto o hidrogel PVA+3%OM que teve excelente transparência ótica. No geral, os hidrogéis apresentaram caráter superhidrofílico e bom grau de intumescimento na presença dos fluidos, água destilada e PBS, indicando que esses hidrogéis funcionalizados com óleo de melaleuca mostram-se promissores para aplicação como curativos na regeneração de tecidos lesionados.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The investigation of new pharmaceutical forms for the treatment of burns represents an important technological advance in the area of tissue engineering. In this context, poli(vinyl alcohol)(PVA) and chitosan(CS) hydrogels functionalized with tea tree essential oil appear as promising excipients for use as dressings, seeking through a synergistic effect to obtain biomaterials with broad spectrum of biological action possible to accelerate and be efficient in the repair and healing of injured tissues such as burns. For this purpose, the present research aimed at the production and characterization of PVA/CS hydrogels in the proportions 1:1 and 1:2 (w/v), respectively, functionalized with 3% (v /v) of tea tree oil (OM) by the casting method, aiming at the application as dressings. The functionalized hydrogels were analyzed qualitatively by visual inspection and analyzed by swelling and wettability tests as well as characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometry (XRD). Upon visual inspection, most hydrogels were translucent, except for the PVA+3% OM hydrogel, which had excellent optical transparency. In general, the hydrogels had a superhydrophilic character and a good degree of swelling in the presence of fluids, distilled water and PBS, indicating that these hydrogels functionalized with tea tree oil are promising for application as dressings in the regeneration of injured tissues.
  • Avaliação da funcionalização da superfície de microfibras de aço com Tetraeoxissilano (TEOS) e Glixidoxipropriltrimetoxissilano (GPTMS) Artigos

    Casagrande, Cézar Augusto; Jochem, Lidiane Fernanda; Repette, Wellington Longuini

    Resumo em Português:

    RESUMO Fibras de aço são largamente utilizadas para os mais diversos fins na construção civil. A principal utilização é para reforço estrutural. Nessa aplicação as fibras atuam como ponte de transferência de tensão no compósito por meio do atrito entre a fibra e a matriz. Um meio para potencializar a aplicação de fibras em compósitos cimentícios é a alteração da superfície das fibras por meios físico químicos de modo proporcionar maior interação entre a fibra e a matriz. Neste trabalho é proposto um tratamento químico com dois tipos de silano, o Tetraetoxissilano (TEOS) e o Glicidoxipropiltrimetoxissilano (GPTMS). Foram realizados tratamentos de funcionalização por processo úmido e rota ácida com banhos sequenciais e cura após tratamento com silanos em porções de 1 e 10% em volume na solução e posteriormente analisados por MEV/EDS e método gravimétrico. Foram obtidas fibras de aço com silanos depositados em sua superfície. Foi verificado que quanto maior a concentração do banho de silano, maior é a deposição de silano na superfície das fibras. Em paralelo, verificou-se o aumento expressivo da concentração de silício em função do teor de silano nos banhos de funcionalização. Também se verificou que os filmes de silano quando espessos apresentam fragilidade à abrasão, sendo possível remover parte do filme por meio do atrito entre as fibras.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Steel fibers are widely used for the most diverse purposes in civil construction. The main use is for structural reinforcement. In this application, the fibers act as a stress transfer bridge in the composite through the friction between the fiber and the matrix. One way to enhance the application of fibers in cementitious composites is to change the surface of the fibers by physical chemical means in order to provide greater interaction between the fiber and the matrix. In this work it is proposed a chemical treatment with two types of silane, Tetraethoxysilane (TEO)S and Glicidoxypropiltrimethoxysilane (GPTMS). Functionalization treatments were carried out by wet process and acid route with sequential baths and cured after treatment with silanes in portions of 1 and 10% by volume in the solution and later analyzed by SEM/EDS and gravimetric method. Steel fibers were obtained with silanes deposited on its surface. It was found that the higher the concentration of the silane bath, the greater the deposition of silane on the surface of the fibers. In parallel, there was an expressive increase in the concentration of silicon as a function of the silane content in the functionalization baths. It was also found that silane films when thick show fragility to abrasion, being possible to remove part of the film through friction between the fibers.
  • Potencialidade das técnicas eletroquímicas (macro e microeletrodos) na concentração por flotação de minerais sulfetados Artigos

    Mennucci, Marina Martins; Machado, Tatiana Mallet; Vivier, Vincent; Melo, Hercílio Gomes de; Ferrari, Jean Vicente

    Resumo em Português:

    RESUMO As interações entre os minerais sulfetados e a química do meio de exposição, desde o processo de moagem dos minérios até a polpa de flotação, podem ser de caráter eletroquímico e/ou de natureza galvânica e influenciam a hidrofobicidade de suas superfícies, resultando em diferentes níveis de recuperação. Na literatura, a maioria dos trabalhos está relacionada à eletroquímica da galena (sulfeto de chumbo), esfarelita (sulfeto de zinco), pirita (sulfeto de ferro), calcopirita (sulfeto de cobre e ferro) e pentlandita (sulfeto de ferro e níquel). Medidas de potencial na polpa são bastante utilizadas para o controle e otimização da recuperação, entretanto, o procedimento apresenta limitações por não permitir compreender os mecanismos eletroquímicos envolvidos. Este trabalho de revisão apresenta e discute: os conceitos eletroquímicos envolvidos nestes processos, uma pesquisa bibliométrica sobre o tema, além de enfatizar as potencialidades da aplicação dos estudos com macro e microeletrodos para o entendimento da eletroquímica de minerais sulfetados. Da busca bibliométrica, obteve-se 85 artigos, sendo a primeira publicação em 1969, assim sendo uma área pouco explorada com pico máximo de 5 artigos em 1984, 1989, e em 2014. Austrália, África do Sul, Turquia, e Canadá, os quatro países que mais publicam, somam 50% dos documentos identificados. As reações que ocorrem, a ativação ou a presença de camadas de óxidos/hidróxidos e a adsorção de coletores na superfície dos minerais sulfetados têm sido investigadas por técnicas eletroquímicas para elucidar as eficiências dos processos de flotação. O uso do microeletrodo com cavidade, além da facilidade do preparo, pode permitir as análises em amostras de partículas minerais.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The interactions between sulfide minerals and the chemistry of the exposure medium, from the grinding process to the flotation pulp, can be electrochemical and/or galvanic and influence the hydrophobicity of their surfaces, resulting in different levels of recovery. In the literature, most works are related to the electrochemistry of galena (lead sulfide), sphalerite (zinc sulfide), pyrite (iron sulfide), chalcopyrite (copper and iron sulfide), and pentlandite (iron and nickel sulfide). Potential measurements in the pulp are widely used to control and optimize recovery. However, some limitations exist as they do not allow understanding the electrochemical mechanisms involved. This review presents and discusses the electrochemical concepts involved in these processes, bibliometric research on the topic, and emphasizes the potential of applying studies using macro and microelectrodes to understand the electrochemistry of sulfide minerals. From the bibliometric search, 85 articles were obtained; the first was published in 1969, thus being an underexplored area with a maximum peak of 5 articles in 1984, 1989, and 2014. Australia, South Africa, Turkey, and Canada, the four countries that publish most, total 50% of the identified documents. The nature of the reactions, the activation or the presence of layers of oxides/hydroxides, and the adsorption of collectors on the surface of sulfide minerals have been investigated by electrochemical techniques to elucidate the efficiencies of flotation processes. The use of the cavity microelectrode (CME), in addition to the ease of preparation, may allow the analyses of mineral particulate samples.
  • Verificação da influência da exposição às altas temperaturas na aderência do revestimento de argamassa de paredes de alvenaria de blocos cerâmicos Artigos

    Bueno, Guilherme Manfredini; Gonzalez, Marco Aurélio Stumpf; Tutikian, Bernardo Fonseca

    Resumo em Português:

    RESUMO Durante um incêndio, a alvenaria pode se degradar devido a ação das altas temperaturas. O revestimento de argamassa, sendo o último componente da alvenaria, pode sofrer uma redução considerável em suas propriedades mecânicas. O estudo de alterações macroestruturais, como a resistência de aderência à tração em argamassas de revestimento diante da exposição da alvenaria a altas temperaturas, é importante para compreender o nível de degradação das paredes de alvenaria para que se possa aperfeiçoar as recomendações de projeto e garantir a segurança dos usuários durante uma situação de incêndio. Neste sentido, esta investigação busca analisar a resistência de aderência à tração do revestimento de argamassa em paredes de alvenaria, em condições de temperatura ambiente e em altas temperaturas. O programa experimental consistiu em confeccionar uma parede de alvenaria em escala real e submetê-la à curva padrão ISO 834 durante 240 minutos. Antes do programa térmico iniciar, foram realizados os ensaios de resistência à tração do revestimento de argamassa nas extremidades da parede, região que não é afetada pela ação térmica. Após o ensaio de resistência ao fogo foi verificada a resistência de aderência à tração na superfície não exposta e os resultados foram submetidos a uma análise estatística. Apesar da alvenaria ter mantido sua estabilidade e estanqueidade durante os 240 minutos do ensaio de resistência ao fogo, foi classificada como EI-180, visto que a capacidade de isolamento térmico se manteve por 193 minutos. Observou-se uma redução de 71,4% na resistência de aderência do revestimento de argamassa com o substrato após a exposição da parede às altas temperaturas, indicando uma variância estatisticamente significativa.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT During a fire, the masonry can degrade due to the action of high temperatures. Mortar coating, being the last component of masonry, can suffer a considerable reduction in its mechanical properties. The study of macro-structural changes, such as the tensile bond strength in coating mortars when masonry is exposed to high temperatures is important to understand the level of degradation of masonry walls to allow the improvement of the design recommendations and ensure the user safety during a fire situation. In this sense, this investigation seeks to analyze the tensile bond strength of the mortar coating on masonry walls at ambient temperature and high temperature. For the experimental study, a full-scale masonry wall was built and submitted to the ISO 834 standard curve for 240 minutes. Before the thermal program starts, the tensile bond strength tests of the mortar coating were carried out at the ends of the wall which is a region that is not affected by the thermal action. After the fire resistance test, the tensile bond strength on the unexposed surface was verified and the results were subjected to statistical analysis. Although the wall maintained its stability and integrity during the 240 minutes of the fire resistance test, it was classified as EI-180, since the thermal insulation capacity was maintained for 190 minutes. A reduction of 71.4% in the tensile bond strength of the mortar coating with the substrate was observed after the exposure of the wall to high temperatures, indicating that the variance is statistically significant.
  • Propriedades de um concreto leve estrutural com incorporação de argila expandida e resíduo de granito Artigos

    Rodrigues, Hayala Karoline Santos; Oliveira, Herbet Alves de; Melo, Fernanda Martins Cavalcante de; Almeida, Vanessa Gentil de Oliveira

    Resumo em Português:

    RESUMO O concreto leve tem sido utilizado para fins estruturais e para a redução do peso próprio das estruturas de concreto. A utilização da argila expandida como agregado graúdo é economicamente viável na fabricação desses concretos devido à redução de massa específica que este tipo de agregado proporciona. Em busca de um desenvolvimento sustentável, a indústria da construção civil vem utilizando resíduos gerados em empresas do setor de rochas ornamentais como uma alternativa de minimizar os impactos ambientais. Assim, nesta pesquisa foram produzidos concretos leves com a incorporação do resíduo proveniente do corte de granito em substituição parcial ao agregado miúdo (areia), nas proporções de 5%, 10% e 15%. Foram produzidas uma mistura de referência do concreto leve utilizando-se argila expandida, areia e cimento, e misturas com substituição do agregado miúdo natural por porcentagens do resíduo do corte do granito, mantendo-se constante o fator água/cimento, a sílica ativa e o superplastificante. Os corpos de prova produzidos foram caracterizados por meio de ensaios físicos (determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica), ensaio de resistência mecânica (compressão axial) e durabilidade. As formulações realizadas apresentaram valores de massa específica e resistência à compressão compatíveis com o concreto leve estrutural. Com os resultados dos ensaios, concluiu-se que a substituição de 15% do resíduo foi a que apresentou maior resistência à compressão, massa específica satisfatória (menor que 2000 kg/m³) e melhor fator de eficiência. Adicionalmente, com relação à durabilidade do concreto, as formulações com a incorporação do resíduo de granito apresentaram-se mais resistentes ao ataque por sulfatos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Lightweight concrete has been used for structural purposes and to reduce the self-weight of concrete structures. The use of expanded clay as a coarse aggregate is economically viable in the manufacture of these concretes due to the reduction in specific mass that this type of aggregate provides. In search of sustainable development, the civil construction industry has been using waste generated by companies in the ornamental stone sector as an alternative to minimize environmental impacts. Thus, in this research, lightweight concrete was produced with the incorporation of waste from granite cutting in partial replacement of fine aggregate (sand), in proportions of 5%, 10% and 15%. A reference mixture of lightweight concrete was produced using expanded clay, sand and cement, and mixtures with replacement of the fine natural aggregate by percentages of waste from the cutting of the granite, keeping constant the water/cement factor, silica fume and the superplasticizer. The produced test specimens were characterized by physical tests (determination of water absorption, void index and specific mass), mechanical resistance test (axial compression) and durability. The formulations performed presented specific mass and compressive strength values compatible with structural lightweight concrete. With the results of the tests, it was concluded that the replacement of 15% of the residue was the one with the highest compressive strength, satisfactory specific mass (less than 2000 kg/m³) and the best efficiency factor. Additionally, with regard to the durability of concrete, the formulations with the incorporation of granite waste were more resistant to attack by sulfates.
  • Concreto permeável com areia descartada de fundição: propriedades mecânicas e hidráulicas Artigos

    Candian Filho, Edison Luis; Ferreira, Gisleiva Cristina dos Santos; Nogarotto, Danilo Covaes; Pozza, Simone Andréa

    Resumo em Português:

    RESUMO Um dos principais desafios da indústria metalúrgica é o gerenciamento do principal resíduo gerado na produção de peças fundidas, que é a areia descartada de fundição (ADF). As soluções potenciais incluem a utilização da ADF na construção civil devido à sua origem mineral e ao grande volume disponível para atender a possível demanda. Este estudo analisou a influência da ADF nas propriedades mecânicas e hidráulicas de blocos de pavimentação de concreto permeável. A etapa experimental envolveu misturas com 0% (referência) e 100% de substituição da areia quartzosa (AQ) por ADF, em concretos com consumo de 350 kg/m3 e 450 kg/m3 de cimento Portland. Corpos-de-prova cilíndricos, pavers e placas de concreto permeável foram submetidos aos ensaios de absorção de água, resistência à compressão e determinação do coeficiente de permeabilidade (k). Também foram realizadas análises para caracterização físico-química de amostras de lixiviado dos concretos estudados. Após a análise estatística dos resultados, foi possível concluir que a ADF não alterou as propriedades mecânicas (Rc; Rt) e hidráulicas (k; absorção) dos traços de concreto permeável (ADF1; ADF2), quando comparados aos traços referência (AQ1; AQ2). As alterações nos resultados dos parâmetros físico-químicos estão relacionadas ao maior consumo de cimento Portland do traço 2, resultando no aumento da dureza, sólidos totais e alcalinidade.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT One of the main challenges of the metallurgical industry is the management of the principal waste generated in the production of castings, which is the waste foundry sand (WFS). Potential solutions include the use of WFS in civil construction due to its mineral origin and the high volume available to meet possible demand. This study analyzed the influence of WFS on the mechanical and hydraulic properties of pervious concrete paving blocks. The experimental stage involved mixtures with 0% (reference) and 100% replacement of quartz sand (QS) by WFS, in concrete with consumption of 350 kg/m3 and 450 kg/m3 of Portland cement. Cylindrical specimens, pavers, and pervious concrete slabs were submitted to water absorption, compressive strength, and determination of the permeability coefficient (k) tests. Analysis for physicochemical characterization of leachate samples of the studied concretes was also carried out. After the statistical analysis of the results, it was possible to conclude that the WFS did not change the mechanical (Rc; Rt) and hydraulic (k; absorption) properties of pervious concrete mixes (WFS1; WFS2) when compared to the reference mixes (QS1; QS2). The changes in the results of the physicochemical parameters are related to the higher consumption of Portland cement from mix 2, increasing hardness, total solids, and alkalinity.
  • Efeitos da forma e do módulo de elasticidade dos agregados graúdos, dos parâmetros de dosagem e suas interações sobre o módulo de elasticidade do concreto Artigos

    Santos, Cristiane Carine dos; Molin, Denise Carpena Coitinho Dal; Isaia, Geraldo Cechella; Masuero, João Ricardo; Lübeck, André

    Resumo em Português:

    RESUMO Este estudo avaliou a influência das diferentes variáveis (teor de pasta, relação a/c, forma e módulo de elasticidade do agregado graúdo) e suas interações, sobre o módulo de elasticidade estático do concreto de cimento Portland. Foram fixados três teores de pasta (24,7%, 19,8% e 16,5%), três relações água/cimento (0,38, 0,48 e 0,58), mediu-se o módulo de elasticidade das quatro rochas selecionadas (basalto, diabásio, calcário e granito), para o basalto e o diabásio utilizou-se três formas de agregado graúdo (com beneficiamento, intermediário e sem beneficiamento), e para o calcário e granito apenas uma forma (sem beneficiamento). Após a seleção e estudo dos diferentes materiais utilizados para a produção dos concretos, foram produzidas diferentes misturas para avaliação da resistência à compressão e módulo de elasticidade, ambos medidos aos 28 dias de idade do concreto. As interações entre as variáveis apresentaram influências sobre o módulo de elasticidade do concreto, porém a variável teor de pasta, de primeira ordem, apresentou o maior impacto, em todas as situações analisadas. Portanto, os resultados confirmaram que todas as variáveis avaliadas e suas interações possuem influência significativa sobre o módulo de elasticidade do concreto.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This study evaluated the influence of different variables (paste content, w/c ratio, shape and modulus of elasticity of coarse aggregate) and their interactions on the static modulus of elasticity of Portland cement concrete. Three slurry contents (24.7%, 19.8% and 16.5%) were fixed, three water/cement ratios (0.38, 0.48 and 0.58), the elastic modulus of the four selected rocks (basalt, diabase, limestone and granite), for basalt and diabase, three forms of coarse aggregate were used (with processing, intermediate and without processing), and for limestone and granite only one form (without processing). After the selection and study of the different materials used for the production of concrete, different mixtures were produced to evaluate the compressive strength and modulus of elasticity, both measured at 28 days of concrete age. The interactions between the variables influenced the modulus of elasticity of the concrete, but the variable paste content, first order, had the greatest impact in all situations analyzed. Therefore, the results confirmed that all the evaluated variables and their interactions have a significant influence on the concrete's modulus of elasticity.
  • Estudo da Produção do Agregado Sintético Fabricado com Resíduo do Processo Bayer para indústria da construção civil - Parte I Artigos

    Souza, José Antônio da Silva; Racanelli, Lêda de Azevedo; Quaresma, João Nazareno Nonato

    Resumo em Português:

    RESUMO A grande quantidade de resíduos sólidos, oriundos da indústria de mineração e metalurgia, constitui um sério problema sócio-ambiental, devido a grande quantidade de volume que é gerado. Estes resíduos despertam grande interesse para outras indústrias, como a de cerâmica, por exemplo, e este trabalho apresenta estudos realizados para a reciclagem da lama vermelha (red mud), como matéria prima na produção de agregado sintético, visando à construção civil. A lama vermelha, principal rejeito industrial da fabricação de alumina, mostrou-se um insumo de extrema importância na fabricação de diferentes tipos de agregado para ser utilizado em concreto devido as suas características físico-químicas. Obteve-se como resultado a possibilidade de fabricação de agregados com diferentes características físico-químicas, que dependem unicamente da composição das misturas entre sílica, argila e lama vermelha. Para primeira fase deste trabalho (parte I) a caracterização física do agregado produzido foi avaliado pela massa especifica aparente (MEA) e porosidade aparente (PA) variando em temperatura de 1200°C, 1250°C e 1300°C. Por fim, a uma análise de difração de raios X (DRX).

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The large amount of solid waste, coming from the mining and metallurgy industry, constitutes a serious socio-environmental problem, due to the large amount of volume that is generated. These residues are of great interest to other industries, such as ceramics, for example, and this work presents studies carried out for the recycling of red mud (red mud), as a raw material in the production of synthetic aggregate, aimed at civil construction. Red mud, the main industrial waste in the manufacture of alumina, proved to be an extremely important input in the manufacture of different types of aggregate to be used in concrete due to its physical and chemical characteristics. The result was the possibility of manufacturing aggregates with different physicochemical characteristics, which depend solely on the composition of the mixtures between silica, clay and red mud. For the first phase of this work (part I) the physical characterization of the produced aggregate was evaluated by the apparent specific gravity (MEA) and apparent porosity (PA) varying at temperatures of 1200°C, 1250°C and 1300°C. Finally, to an X-ray diffraction (XRD) analysis.
  • Modification of high-density polyethylene using functionalized titanium dioxide nanoparticles Artigos

    Salum, Aline Souza; Veiga, Paulo Apolinário da Silva; Loddi, Tarcisio; Gulmine, Joseane Valente; Swinka Filho, Vitoldo

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT High-density polyethylene (HDPE) has many applications, including in the electrical sector, due to its excellent electrical, mechanical, and thermal properties. In insulators employed in electricity networks, the material is exposed to various adverse conditions (solar radiation, humidity, temperature cycles, and pollution), which can accelerate degradation of the polymer, modifying its properties and affecting its performance in the field. The surface resistivity of HDPE hinders the transmission of electrical current on the surface, consequently avoiding tracking. However, factors such as contamination of the surface by industrial pollutants, salt, and other agents, together with high humidity, act to decrease the surface resistivity, facilitating the flow of current between different potentials and initiating the electrical tracking process, which can lead to loss of the insulation property. In order to avoid electrical tracking, it is important to prevent the adhesion of dirt on the surface of the insulator, which can be achieved by the provision of a hydrophobic surface. The aim of this work was to modify the surface of HDPE using a coating of TiO2 nanoparticles. The nanoparticles were functionalized to optimize adhesion to the polymer surface during immersion processes, obtaining hydrophobic surfaces with self-cleaning characteristics that could improve performance when applied to insulators. Four different functionalization agents were studied, with different carbon chain lengths: trimethoxypropylsilane (TMPSi), trimethoxyoctylsilane (TMOSi), trimethoxyhexadecylsilane (TM16Si), and trimethoxyoctadecylsilane (TM18Si). The modification of the nanoparticle surface was confirmed by analysis using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The HDPE sample surfaces showed good adhesion of the functionalized nanoparticles, with enhanced hydrophobicity.
  • Application of lithium nonafluoro-1-butane sulfonate (nonaflate) based non-aqueous liquid electrolytes (NALE) in lithium-ion batteries Articles

    Gurusamy, Hirankumar; Ayyasamy, Sakunthala; Bella, Daries

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The non-aqueous electrolyte system comprising of the lithium nonafluoro-1-butane sulfonate (LiNfO) as a potential lithium ion-conducting salt in an equivalent binary mixture of propylene carbonate (PC) and 1, 2-dimethoxyethane (DME) as the solvent was explored for the lithium battery applications. The LiNfO based non-aqueous liquid electrolyte (NALE) system showed the highest ionic conductivity of 2.66 x 10-3 S cm-1 at ambient temperature, and a potential window stability of ~5 V. The lithium ion cells, Li/NALE//LiCoO2 were fabricated with the proposed non-aqueous electrolyte. The cell with particular composition of electrolyte delivered a high specific discharge capacity of 154 mA h g-1 at ambient temperature. The potential advantages of the proposed NALE are discussed in detail.
  • Caracterização microestrutural por EBSD da liga Ti-6Al-4V recoberta com filme de SiC/Cr depositado por processo HiPIMS antes e após ensaios de fluência Artigos

    Sugahara, Tarcila; Montoro, Fabiano Emmanuel; Takahashi, Renata Jesuina; Reis, Danieli Aparecida Pereira

    Resumo em Português:

    RESUMO A aplicação de um filme de SiC/Cr em liga Ti-6Al-4V para indústria aeroespacial visa a proteção química a ação do oxigênio na liga de titânio, e aumento do tempo de vida em fluência e do tempo de fratura e a diminuição da taxa de fluência da liga a deformação plástica em relação a liga sem proteção. O objetivo deste trabalho foi investigar e avaliar a evolução microestrutural, textura e as correlações cristalinas da liga Ti-6Al-4V recoberta com filme de SiC/Cr via High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) antes e após os ensaios de fluência. Os ensaios de fluência foram executados em temperaturas de 500, 600 e 650 °C, na modalidade de carga constante, e nas tensões de 125, 250 e 319 MPa. As análises das amostras foram realizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) utilizando a técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS). Os resultados na liga Ti-6Al-4V a partir de EBSD identificaram que houve mudanças microestruturais e da textura para um conjunto de direções preferencias à medida em que aumentou a tensão do ensaio de fluência, aumentou a texturização das fases Ti-α e Ti-β.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The application of a SiC/Cr film in Ti-6Al-4V alloy for the aerospace industry aims to chemically protect the action of oxygen in the titanium alloy, and to increase the creep life and fracture time and reduce the creep rate of plastic deformation alloy compared to unprotected alloy. The objective of this work was to investigate and evaluate the microstructural evolution, texture and crystal correlations of the Ti-6Al-4V alloy coated with SiC/Cr film by High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) before and after creep tests. The creep tests performed at temperatures of 500, 600 and 650 °C, in constant load mode stresses of 125, 250 and 319 MPa. The analyses of the samples were carried out by means of scanning electron microscopy (SEM) using the technique of backscattered electron diffraction (EBSD) and energy dispersion X-ray spectroscopy (EDS). The EBSD results on Ti-6Al-4V alloy were identified that there were microstructural changes and texture for a set of preferred orientations that with increased the creep test load stresses, the Ti-α and Ti-β phases texturization increases.
  • Synthesis and characterization of magnesium doped titania for photocatalytic degradation of methyl red Articles

    Zahra, Samreen; Mazhar, Sania; Zahra, Sarwat; Idrees, Hira; Hussnain, Ali

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Magnesium doped titania (MDT) composites with varying magnesium weight percentages (1-5 wt. %) were synthesized through a very simple and economical route of sol-gel method. The reactants used for making alkoxide precursor were titanium tetrachloride whereas magnesium nitrate was used for doping magnesium into titania in a mixture of solvents i.e. ethyl alcohol and water. The optimum conditions maintained for preparing sol were pH 3 and 60 ºC temperature with constant stirring for 2 hours. The gel obtained after drying the sol for each sample was calcined at 500 ºC for two hours. The powdered composite samples thus prepared were characterized by X-ray diffraction analysis (XRD), differential scanning calorimetry-thermogravimetric analysis (DSC-TGA), infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The samples were evaluated for their photocatalytic activity against methyl red dye under UV light irradiation and the dye degradation was examined by UV-Vis spectrophotometer. The results confirmed the excellent photocatalytic activity of synthesized magnesium doped TiO2 for the degradation of methyl red dye where MDT-3 having 3% magnesium doping exhibited the maximum degradation i.e. 96.8%.
  • A otimização do uso de biomateriais em cirurgias de levantamento de seio maxilar associado com o aspirado concentrado de medula óssea Artigos

    Balderrama, Ísis de Fátima; Stuani, Vitor de Toledo; Cardoso, Matheus Völz; Cunha, Gabriela Viana; Manfredi, Gustavo Gonçalves do Prado; Ferreira, Rafael

    Resumo em Português:

    RESUMO As pesquisas por novas tecnologias e biomateriais é constante na Implantodontia. O aspirado concentrado de medula óssea (do inglês, Bone Marrow Aspirate Concentrate, BMAC) é considerado uma fonte abundante de células mesenquimais indiferenciadas. A aplicação clínica do BMAC em associação com enxertos de origens distintas (autógeno, animal ou sintéticos) demonstra aprimorar a regeneração óssea, tais como, em cirurgias de levantamento de seio maxilar (LSM). Esta revisão de literatura teve como objetivo realizar uma busca estratégica de artigos científicos sobre o uso do BMAC associado aos enxertos em cirurgias de LSM. Para isso, foi realizada uma busca manual e uma estratégia de busca em três bases de dados (Scielo, PubMed e Bireme), através do cruzamento de diferentes descritores assim como com a estratégia de busca "PICO" (população/procedimento, intervenção, comparação e resultado). De acordo com o resultado final, um total de 16 artigos foi selecionado para uma análise crítica e analítica. Os resultados demonstraram uma falta de estudos clínicos randomizados sobre o tema, demonstrando que ainda não está claro sobre os protocolos clínicos padronizados disponíveis para o uso da associação do BMAC em cirurgias de LSM. Pode-se concluir que, apesar das limitadas evidências científicas, existe um potencial benéfico na abordagem do uso do BMAC associado aos diferentes enxertos para LSM, sugerindo ser uma opção terapêutica coadjuvante aos materiais de enxertia. Portanto, há um discreto potencial perfil na aceleração do processo de neoformação óssea nestes procedimentos, favorecendo para uma posterior reintervenção cirúrgica na instalação de implantes dentários em áreas previamente enxertadas.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The researches for new technologies and biomaterials are constant in Implant Dentistry field. Bone Marrow Aspirate Concentrate (BMAC) is considered an abundant source of undifferentiated mesenchymal cells. The clinical application of BMAC in association with grafts from different origins (autogenous, animal or synthetic) demonstrate to improve bone regeneration, such as, in maxillary sinus lift surgeries (MSLS). This literature review aimed to perform a strategic search for scientific articles about the use of BMAC associated with grafts in MSLS. For this, a manual search and a strategy search was carried out in three databases (Scielo, PubMed e Bireme), through crossing different descriptors as well as with search strategy "PICO" (population/procedure, intervention, comparison and outcome). According to final result, a total of 16 articles were selected for a critical and analytical analysis. The results showed a lack of randomized clinical trials about the theme, demonstrating that is still unclear about the standard clinical protocols available for association of BMAC and MSLS. It can concluded, although the scientific limitations, exists a benefic potential in BMAC approach with MSLS with different grafts, suggesting to be a therapeutic option as adjuvant for grafting materials. Therefore, there is a discreet potential profile in the acceleration of the bone neoformation process in these procedures, favoring for a posterior surgical re-intervention to dental implants placement in previously grafted areas.
  • ERRATA Errata

Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro, em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 Av. Moniz Aragão, 207, 21941-594, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, Tel: +55 (21) 3938-8791 - Rio de Janeiro - RJ - Brazil
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