Resumo em Português:

RESUMO Os compósitos são versáteis e podem ser aplicados em diversos setores dependendo das necessidades exigidas e de suas características, de modo a conciliar fatores como segurança, meio ambiente e economia. Os materiais lateríticos estão presentes em grande parte do território nacional e podem apresentar teores elevados de óxi-hidróxidos de ferro e alumínio, podendo influenciar significativamente nas propriedades térmicas de compósitos poliméricos. O material utilizado no trabalho é originário da Serra do Piriá, localizada no município de Vizeu, Estado do Pará. O trabalho consistiu na caracterização deste material e produção de compósitos utilizando o mesmo como carga, em uma matriz de poliéster isoftálico, os quais foram testados através de ensaios de flamabilidade. Foram realizadas análises de granulometria a laser, espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os compósitos foram fabricados segundo processo hand lay-up em molde fechado, com compressão de 2,7 toneladas por 20 minutos. As frações volumétricas utilizadas para a fabricação dos compósitos foram de 10, 20 e 30 % e os ensaios de flamabilidade foram conduzidos segundo a norma ASTM D 635-03. Como resultados, o material apresentou diâmetro médio igual a 23,5 μm, constituído por 61,13 % de Fe2O3 e 18,63 % de Al2O3, ratificando a presença destes óxidos, bandas características a 3448 cm-1 indicam a presença de cátions trivalentes de Al3+ ou Fe3+. Quanto ao comportamento calorimétrico, o mesmo apresentou transformações de fases em uma faixa de temperatura adequada ao retardo de chamas, com perda de massa significativa a partir de aproximadamente 270 ºC. Nos compósitos com 30 % de material laterítico a propagação de chamas reduziu-se em 69,86 % com relação a matriz de poliéster, o que viabiliza o estudo de sua aplicação em compósitos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The composite materials are versatile and can be applied in different sectors depending on the required needs and their characteristics, in order to reconcile factors such as safety, environment, economy. Lateritic materials are present in a large part of the national territory and may exhibit high levels of iron and aluminum oxide and hydroxides, and may have a significant influence on the thermal properties of polymer composites. The material used in the work originated in Piriá ridge, located in the municipality of Vizeu, in the State of Pará. The work consisted of the characterization of this material and the preparation of composites using it as a filler in an isophthalic polyester matrix, which were tested through flammability tests. Analyses of laser granulometry, X-Ray fluorescence spectroscopy (XRF) and Fourier Transform Infrared (FTIR), Thermogravimetry (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) were performed. The composites were made by hand lay-up process in a closed mold, with compression of 2.7 tons for 20 minutes. The volumetric fractions used to manufacture the composites were 10, 20 and 30 % and the flammability tests were conducted according to ASTM D 635-03. As results, the material was composed of fine particles with a mean diameter of 23.5 μm, consisting of 61.13 % Fe2O3 and 18.63 % Al2O3, confirming the presence of these oxides characteristic bands at 3448 cm-1 indicate the presence of trivalent cations of Al3+ or Fe3+. The calorimetric behavior of this material presented phase transformations in a temperature range suitable for flame retardance, with significant loss of mass from approximately 270 ºC. In the composites with 30 % of lateritic material, the flame propagation was reduced by 69.86 % in relation to the polyester matrix, which makes it possible to study its application in composites.

Resumo em Português:

RESUMO O PHB é um polímero biorreabsorvível e biodegradável, proveniente de fontes naturais e renováveis, sendo compatível para aplicações tanto na indústria farmacêutica como na biomédica. O presente estudo visa avaliar a influência do tempo de injeção e do tempo de degradação in vitro nas propriedades mecânicas, morfológicas e térmicas do Poli(3-hidroxibutirato) (PHB). Para tanto, foram injetados corpos de prova de tração e impacto com diferentes tempos de injeção, sendo submetidos a diferentes tempos de degradação e sujeitos às seguintes caracterizações: calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG), tração, microscopia óptica com luz polarizada, microscopia eletrônica de emissão de campo (FEG), impacto e dureza. À medida que o tempo de injeção foi ampliado e o tempo de degradação avançava, foram observadas as seguintes alterações: aumento de até 18,9% na cristalinidade; princípio de degradação térmica; redução na tensão máxima de até 12,8%; evidencias de degradação hidrolítica, aumento de até 29,9% na resistência ao impacto e aumento de 3,5% da dureza. Sendo assim, concluiu-se que diferentes tempos de injeção combinado com a degradação in vitro influenciaram nas propriedades finais do PHB.

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ABSTRACT PHB is a biodegradable bioresorbable polymer from natural and renewable sources and is compatible for applications in both the pharmaceutical and biomedical industries. The present study aims to evaluate the influence of injection time and in vitro degradation time on the mechanical, morphological and thermal properties of Poly (3-hydroxybutyrate) (PHB). For this, tensile and impact specimens with different injection times were injected, subjected to different degradation times and subjected to the following characterizations: differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric (TG) analysis, traction, polarized optical microscopy, field emission gun (FEG), impact and hardness. As the injection time was extended and the degradation time was advanced, the following changes were observed: up to 18.9% increase in crystallinity; principle of thermal degradation; reduction in maximum tension of up to 12.8%; evidence of hydrolytic degradation, up to 29.9% increase in impact resistance and an increase of 3.5% in hardness. Thus, it was concluded that different injection times combined with in vitro degradation influenced the final PHB properties.

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RESUMO A segurança contra incêndio das edificações é uma necessidade de projeto. As edificações avançam em altura e área, contando com grandes demandas de instalações, obrigando a indústria da construção civil a desenvolver sistemas de vedação capazes de impedir a propagação do fogo através das aberturas e juntas, garantindo a segurança dos usuários e satisfazendo os requisitos de segurança das normas vigentes. Este estudo analisou o desempenho de cinco sistemas de selagem corta-fogo, aplicados em passagens de tubulações hidráulicas e elétricas para compartimentação horizontal, ensaiados em escala real, em situação de incêndio, conforme a curva ISO 834, verificando o tempo de resistência ao fogo (TRF), a estanqueidade e os custos envolvidos. Através do estudo, verificou-se que os sistemas que atingiram TRF acima de 180 minutos foram os que possuem argamassa cimentícia em sua composição, superando o TRF daqueles compostos por placa de lã de rocha com revestimento ablativo, indicando que os sistemas mais econômicos mostraram o melhor desempenho. Todos os selos corta-fogo atingiram TRF igual ou superior a 120 minutos, satisfazendo o TRRF estabelecido pela NBR 14.321.

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ABSTRACT Fire safety design is necessary. Buildings are advancing in height, which demands on installations, forcing the construction industry to develop systems capable of preventing the spread of fire and ensuring fire safety to users. Through the Brazilian Performance Standard (ABNT NBR 15575) and state fire department regulations, new fire safety requirements were required. This paper analyzed the performance of five fire stop systems applied to hydraulic and electrical passages, installed in a full-scale wall, in a fire situation, according to the ISO 834 curve. Through the study, it was found that the systems that achieved a 180 minutes fire resistance (FR) were that ones have cementitious mortar in their composition, surpassing the FR of those composed by ablative rockwool plate, indicating that the most economical systems had the best performance. The fire seals were satisfactory regarding the horizontal compartmentalization criterion, with no significant difference between systems.

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ABSTRACT The extraction and use of asbestos have been banned around the world because of its damage effects to the human health, it leads to studies of new materials in order to replace asbestos in several processes. The objective of this paper is to apply the simplex lattice planning and the mixture model in the manufacture of diaphragms. A mixture model was performed according to the simplex lattice, using four polyethylene microfibers (MF's) of different lengths, with 1st degree polynomial, adding inner and central points and a repetition, generating 18 mixtures. The results showed that microfibers of greater length have a greater influence on the diaphragms properties, presenting a more significant result on permeability. From the linear regression it was possible to estimate a mathematical model combining the three properties of the diaphragm, presenting a correlation of 92.12%.

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RESUMO Este artigo apresenta um estudo teórico-experimental com o objetivo de determinar o coeficiente de transferência de calor interfacial, as variáveis térmicas de solidificação, os espaçamentos dendríticos primários e secundários bem como a microdureza Vickers da liga Al-11%Si solidificada direcionalmente, sob condições transientes de fluxo de calor, em um dispositivo de configuração horizontal refrigerado a água. Para o monitoramento dos perfis de temperatura utilizou-se um conjunto de termopares tipo K localizados em diferentes posições a partir da interface metal-molde, considerando a linha central correspondente ao eixo longitudinal do lingote. Uma técnica numérica, que compara perfis térmicos teóricos e experimentais, foi utilizada no cálculo do coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde durante a solidificação cuja condição transiente é representada por uma equação analítica na forma de potência. Foram aplicadas técnicas experimentais para o cálculo das variáveis térmicas de solidificação, ou seja, deslocamento da frente de solidificação, velocidade da isoterma liquidus e taxa de resfriamento. Os resultados experimentais e simulados apresentaram uma concordância muito boa e possibilitaram estabelecer correlações analíticas entre tais variáveis térmicas e os espaçamentos dendríticos primários e secundários obtidos, por meio de equações na forma de potência representadas por expoentes característicos. Finalmente, são também apresentadas expressões experimentais capazes de correlacionar os valores dos espaçamentos dendríticos estudados com o comportamento da microdureza Vickers da referida liga.

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ABSTRACT This paper presents a theoretical-experimental study aiming to determine the interfacial heat transfer coefficient and solidification thermal parameters from experimentally obtained data correlating these with the primary and secondary dendritic spacings as well as microhardness during the horizontal solidification of the Al-11wt.%Si alloy under transient heat flow conditions. For the experimental procedure, a water-cooled solidification device was used which allows the horizontal directional solidification and the monitoring of the temperature profiles in different positions from the metal-mold interface considering the center line corresponding to the longitudinal axis of the ingot. A numerical technique which compares theoretical and experimental thermal profiles has permitted the evaluation of the variation of metal-mold heat transfer coefficient along the solidification. The interfacial heat transfer coefficient of studied alloy is represented by a equation which show the time dependence during the process. The experimental and calculated values have shown a very good agreement. Experimental techniques were applied to calculate the following solidification thermal variables: solidification front displacement, growth rate and cooling rate. The experimental results allowed establishing a quantitative correlation between such thermal variables and the studied structural parameters by means of power type equations represented by characteristic exponents. Finally, correlation between the values of both primary and secondary dendritic spacings found with Vickers microhardness behavior for the studied alloy is also presented.

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RESUMO Os processos de moldagem em areias a verde são mundialmente utilizados na confecção de peças fundidas. Normalmente areias a verde são constituídas de areia de sílica, argila bentonítica, água e aditivos. O uso da bentonita sódica é amplamente difundido pelas suas qualidades superiores como ligantes. As argilas são compostas de argilominerais a base de silicatos hidratados de alumínio que comumente atingem certa plasticidade quando umedecidas. O que diferencia uma argila de outra é o tipo de estrutura e as substituições que podem ocorrer dentro desta estrutura; do alumínio por magnésio ou ferro, e do silício por alumínio ou ferro. Em todo caso o caulim é um mineral industrial importante nos vários mercados mundiais incluindo aplicações em cobertura e carga de papel, cerâmica, tintas, plásticos, borrachas, fibras de vidro e muitas outras utilizações. As misturas apresentam o teor de umidade que variou a relação água/argila de 0,1 a 0,3 para areia aglomerada com 10% de caulim. Para cada ensaio de compactabilidade, permeabilidade e resistência â compressão a verde foram elaborados 3 corpos de prova conforme ABNT com diferente relação areia/argila/água. Como enriquecimento do trabalho, foram avaliadas as propriedades permeáveis da areia sílica utilizada nos ensaios. Conclui-se que o caulim, sem aditivos, oriundo da cidade de Tijucas do Sul (PR), apresenta resistência mecânica â compressão aceitável para a sua utilização em fundição, entretanto, a permeabilidade não foi satisfatória em nenhuma composição. Já a compactabilidade foi aceitável apenas quando a umidade causou o inchamento da areia, sendo que neste ponto, houve também a máxima resistência mecânica à compressão.

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ABSTRACT Green sand molding processes are used worldwide in the manufacture of castings. Usually green sands are made up of silica sand, bentonite clay, water and additives. The use of sodium bentonite is widespread for its superior qualities as binders. Clays are composed of clay minerals based on hydrated aluminum silicates that commonly reach a certain level of plasticity when moistened. What differentiates one clay from another is the type of structure and the substitutions that can occur within this structure; of aluminum by magnesium or iron, and of silicon by aluminum or iron. In any case, kaolin is an important industrial mineral in the various world markets including applications in covering and loading paper, ceramics, paints, plastics, rubbers, glass fibers and many other uses. The mixtures present the moisture content that varied the water / clay ratio from 0.1 to 0.3 for sand agglomerated with 10% kaolin. For each compactability, permeability and resistance to compression test in green, 3 specimens were prepared according to ABNT with different sand / clay / water ratio. As an enrichment of the work, the permeable properties of the silica sand used in the tests were evaluated. It is concluded that kaolin, without additives, from the city of Tijucas do Sul (PR), presents acceptable mechanical resistance to compression for its use in foundry, however, the permeability was not satisfactory in any composition. Compactability was acceptable only when moisture caused the sand to swell, and at this point, there was also maximum mechanical resistance to compression.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The superalloys are hard to machine materials used in critical applications such as aeronautics and aerospace sectors. One of the most important parameters of the machinability tests is the surface roughness values, which enable us to determine the specific properties of the material measured from the surface of the materials being machined. So, this study proposes to advance a depth understanding of surface roughness evolution, of Incoloy 825 material, when is submitted to machining process. The machinability of Incoloy 825 superalloys were investigated by varying different high-speed machining parameters. Three different cutting tools (I, II and III), three different speeds (500, 1000 and 2000 m/min) and three different feed rates (0.1, 0.2 and 0.4 mm/rev) were chosen as parameters. The surface quality, chip formation and tool wear outputs of the Incoloy 825 machined workpiece were analyzed and optimum machining parameters were determined. The results indicate that the key parameters impressing the surface roughness, of the Incoloy 825 superalloy, are the cutting speed and feed rate, respectively. Further, the cutting tools investigated have not had a material impact on the surface roughness. The accelerated tool wear is driven by the cutting speeds as well. An overview of the results achieved in this study indicate that the optimal surface roughness value is reached when the following parameters are imposed: tools type: II, cutting speed: 1000 m/min and feed: 0.1 mm/rev.

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RESUMO O descarte inadequado de polímeros de origem petrolífera contribui para o aumento da poluição ambiental devido ao grande período de tempo que estes materiais levam para degradar. Assim, o desenvolvimento de materiais poliméricos reforçados com resíduos de materiais lignocelulósicos pode proporcionar uma melhor taxa de biodegradação ao polímero, por se tratar de materiais de origem natural, renovável e biodegradável. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa foi verificar o potencial de utilização do resíduo de soja como carga em polietileno de baixa densidade (PEBD) através de caracterização físico-mecânica. Foram avaliadas diferentes composições do resíduo de soja em relação à massa total de PEBD 0%, 5%, 10%, 15% e 20%. O resíduo de soja utilizado foi caracterizado quimicamente para determinação do teor de extrativos, lignina, cinzas e hemicelulose. Os pellets formados por extrusão foram prensados a uma temperatura de 160°C sem pressão durante 12 minutos, onde se obteve os corpos de prova para os ensaios físico-mecânicos. Após a produção, os mesmos foram acondicionados em sala de climatização com temperatura de 20±2°C e umidade relativa de 65±3%, sendo posteriormente realizada a determinação da densidade aparente, umidade na base seca, absorção total de água e realizados de flexão e tração. Com base nos resultados, conclui-se que os valores encontrados para os constituintes químicos do resíduo de soja mostram satisfatórios, uma vez que, a substituição parcial do PEBD puro pelo não afetou as propriedades de densidade e resistência à tração do material. O aumento do teor deste resíduo, também contribui para um maior alongamento do polímero. Assim, conclui-se que é possível transformar este polímero de origem petrolífera em um material mais sustentável, tornando algumas propriedades até mais atrativas do que aquelas encontradas no PEBD puro.

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ABSTRACT The improper disposal of polymers of petroleum origin contributes to the increase of environmental pollution due to the long period of time that these materials take to degrade. Thus, the development of polymeric materials reinforced with residues of lignocellulosic materials can provide a better rate of biodegradation to the polymer, as they are materials of natural, renewable and biodegradable origin. In this sense, the objective of this research was to verify the potential of using soybean residue as a filler in low density polyethylene (LDPE) through physical-mechanical characterization. Different soy residue compositions were evaluated in relation to the total mass of LDPE 0%, 5%, 10%, 15% and 20%. The soybean residue used was chemically characterized to determine the content of extractives, lignin, ash and hemicellulose. The pellets formed by extrusion were pressed at a temperature of 160 ° C without pressure for 12 minutes, where the specimens were obtained for the physical-mechanical tests. After production, they were stored in an air conditioning room with a temperature of 20 ± 2 ° C and a relative humidity of 65 ± 3%, with the determination of apparent density, moisture on the dry basis, total water absorption and subsequently carried out. flexion and traction. Based on the results, it is concluded that the values found for the chemical constituents of the soy residue are satisfactory, since the partial substitution of pure LDPE by the material did not affect the density and tensile strength properties of the material. The increase in the content of this residue also contributes to a greater elongation of the polymer. Thus, it is concluded that it is possible to transform this petroleum-based polymer into a more sustainable material, making some properties even more attractive than those found in pure LDPE.. Keywords: Polymeric materials. Lignocellulosic waste. Sustainability.

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RESUMO O elevado consumo de produtos industrializados e o seu rápido descarte produzem grandes quantidades de resíduos sólidos, dos quais, os principais constituintes são os materiais poliméricos. Dentre estes, as borrachas de butadieno estireno merecem destaque. Esse material é usado em diversos setores, entre eles, o alimentício, para produção de chicles. A reciclagem desses materiais deve ser sempre pesquisada, buscando, principalmente, novas aplicações. Assim, este trabalho usou a borracha residual (BP) como matriz para cristais de quartzo. Os materiais preparados foram estudados por diversas técnicas, como, por exemplo, a Análise Termogravimétrica (TGA) e a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Além disso, os materiais tiveram suas propriedades elétricas medidas. Foram feitas medidas de capacitância, campo elétrico, resistividade e densidade de corrente. Entre os materiais testados, o compósito carregado com 44,4% de quartzo apresentou a resposta mais linear e mais intensa de variação de carga elétrica em função da pressão aplicada. Portanto, os resultados mostraram que foram obtidos materiais com potencial aplicação no campo de sensores capacitivos de pressão.

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ABSTRACT The high consumption of industrialized products and their disposal produce large quantities of solid waste, of which the principal constituents are polymeric materials. Among these, the butadiene-styrene rubbers deserve special mention. This material is used in various industries, including food, for the production of chewing gum. Thus, the recycling of these materials must always be researched, mainly seeking new applications. Therefore, this work used residual rubber (BP) as a matrix for quartz crystals. The materials prepared were studied by several techniques, such as Thermogravimetric Analysis (TGA) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Besides, the materials also had their electrical properties measured. Capacitance, electric field, resistivity and current density measurements were performed. Among the tested materials, the composite loaded with 44.4% of quartz presented the most linear and intense response of electric charge variation as a function of the applied pressure. Therefore, the obtained results allow proving that were accomplished materials with the potential of application in the field of capacitive pressure sensors.

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ABSTRACT Copper (Cu) is a toxic pollutant and its presence in wastewater, even at low concentrations, can have a significant environmental impact. In this work, a method for the determination of Cu was developed using a voltammetric technique involving a platinum electrode in citrate medium. Cu at a ppb level was determined by both chronoamperometry (CA) and anodic linear scanning voltammetry (ALSV), and the results were compared to those from inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). The results obtained were similar, having a deviation of 2.56%. The least squares method was used to evaluate the correlation between the ALSV and ICP-OES results. Statistical analyses showed a 95% confidence interval.

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RESUMO Resíduos de biomassa oriundos de sistemas agroflorestais têm demonstrado grande potencial de uso pelas indústrias farmacêutica, têxtil e de energia. Na região amazônica, o uso desses materiais pode estimular o desenvolvimento econômico sustentável de comunidades extrativistas e sistemas agroflorestais. Porém, para um melhor aproveitamento desse material, é necessário quantificar e qualificar os componentes químicos presentes nesses resíduos. Tendo isso em mente, nossa pesquisa teve como objetivo quantificar a presença de taninos condensados e hidrolisáveis e caracterizar química e energeticamente os resíduos de frutas de Bertholletia excelsa e Lecythis pisonis, com o intuito de avaliar o potencial de uso deste recurso de biomassa em diferentes indústrias. O material estudado foi coletado de extrativistas e comerciantes locais. A quantificação dos taninos foi realizada através do método de cromatografia em camada delgada (CCD) e os valores totais de extrativos, lignina e holocelulose também foram quantificados. O potencial energético foi determinado pelas variáveis de densidade aparente, rendimento gravimétrico, poder calorífico superior e química imediata do carvão (o carvão foi produzido a 450 ºC). As associações entre as variáveis foram determinadas por uma correlação linear. A CCD para tanino condensado foi positiva para B. excelsa. Quanto à CCD dos taninos hidrolisáveis, os resultados foram negativos para ambos os materiais. Os altos níveis de lignina e extrativos nos resíduos das frutas de ambas as espécies demonstram o potencial energético deste material. Nossos resultados podem favorecer a utilização de resíduos de B. excelsa para a produção de polímeros e adesivos, bem como outros resíduos não lenhosos com alto teor de lignina, carbono fixo e poder calorífico em produtos energéticos.

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ABSTRACT Biomass residues originated from agroforestry systems has been demonstrating great usage potential for the pharmaceutical, textile and energy industries. In the Amazon region, the use of these materials can stimulate the sustainable economic development of extractive communities and agroforestry systems. However, for a better use of this material, it is necessary to quantify and qualify the chemical components present in these residues. Keeping that in mind, our research aimed to quantify the presence of condensed and hydrolysable tannins, and to chemically and energetically characterize the Bertholletia excelsa and Lecythis pisonis’ fruit residues, with the intent to assess the usage potential for this biomass resource in different industries. The studied material was collected from local extractives and merchants. Tannin quantification was performed through thin layer chromatography (TLC) method and the total values of extractives, lignin and holocellulose were also quantified. The energy potential was determined by the variables of apparent density, gravimetric yield, superior calorific power and charcoal’s immediate chemistry (the charcoal was produced at 450 ºC). The associations between variables were determined by a linear correlation. The TLC for condensed tannin was positive for B. excelsa. As for the TLC of hydrolysable tannins, the results were negative for both materials. The high levels of lignin and extractives in fruit’s residues of both species demonstrate the energy potential of this material. Our results may favor the use of B. excelsa’s residues for the production of polymers and adhesives, as well as other non-wood residues with high content of lignin, fixed carbon and calorific power in energetic products.

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ABSTRACT The synthesis of ceramic materials such as ferrite has been widely studied in recent years, due to their properties that make these materials have excellent applications in technology, as well as in photocatalytic processes and as catalysts. To obtain the copper ferrite phase the EDTA-Citrate complexation method was used, varying pH (5, 7 and 9), temperature (600, 800 and 1000 °C) and calcination time (2, 7 and 12 h). Composition, morphology and structural analyzes were performed by X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray dispersive energy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction, respectively. Crystalline phase of copper ferrite (CuFe2O4) with tetragonal structure and secondary phase of Fe2O3 and CuO was verified by XRD analysis. Regarding the chemical composition analyzes, percentage deviations of the samples and the theoretical value for copper and iron were calculated. It was obtained minimum values of 0.16 - 0.08% (atomic%, EDS) and 16 - 8% (atomic%, XRF) in relation to copper and iron, respectively, for the sample obtained under pH 9, calcined at 600 °C for 12 h. The variation of the synthesis condition via EDTA-Citrate directly influenced the morphology of copper ferrite, presenting agglomerated particles, pore formation, irregular spheres, and even powder sintering.

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RESUMO Nos últimos anos as técnicas voltadas para modificação superficial dos materiais utilizados para implantes na substituição e/ou reconstituição óssea têm se aprimorado cada vez mais com o intuito de potencializar suas propriedades osteoindutivas e osteocondutoras, melhorando sua osteointegração. Neste trabalho, a superfície da liga Ti6Al4V foi modificada através do processo eletroquímico de anodização com o objetivo de alterar a morfologia de sua camada natural de dióxido de titânio (TiO2). Foram produzidos dois tipos de filmes distintos de TiO2, com características microporosas (MP) e nanoporosas (NP), a fim de serem avaliados morfologicamente e biologicamente. Os filmes MP foram obtidos a partir da anodização com eletrólito de H3PO4 (1,0 mol/L), aplicação de potencial de 174 V CC, durante 5 minutos; e os filmes NP foram produzidos a partir da anodização com eletrólito de C6H8O7 (0,1 mol/L) + NaF (0,5 %p/p), aplicação de potencial de 20 V CC, durante 90 minutos. A caracterização morfológica e química foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS), Difração de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX). Os MPs obtiveram diâmetro médio aproximado de 0,49 µm, distribuídos aleatoriamente sobre o substrato e os NPs alcançaram um valor médio de 73 nm em seu diâmetro, organizados como estruturas nanotubulares paralelas entre si. A camada de NP se mostrou mais rugosa que a MP. Ambos os filmes obtiveram características hidrofílicas na medição do ângulo de contato. Após o ensaio de SBF (Simulated Body Fluid), foram identificadas deposições de Ca e P sobre os dois filmes, podendo sinalizar formação de apatita na superfície. Os MPs e os NPs revelaram indícios de não serem citotóxicos ao final dos ensaios de difusão em ágar e macrodiluição com o teste resazurina; a adesão celular, avaliada com cepa bacteriana, se apresentou morfologicamente mais favorável sobre a superfície nanoporosa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In recent years, techniques aimed at superficial modification of materials used for implants in bone replacement and/or reconstitution have been increasingly improved in order to enhance their osteoinductive and osteoconductive properties, improving their osteointegration. In this work, the surface of the Ti6Al4V alloy was modified through the anodic oxidation electrochemical process in order to change the morphology of its natural layer of titanium dioxide (TiO2). Two different types of TiO2 films, with microporous (MP) and nanoporous (NP) characteristics, were produced in order to be evaluated morphologically and biologically. The MP films were obtained from anodizing with H3PO4 electrolyte (1.0 mol/L), applying 174 V DC potential, during 5 minutes; and the NP films were produced from anodizing with C6H8O7 electrolyte (0.1 mol/L) + NaF (0.5% w/w), applying 20 V DC potential, during 90 minutes. The morphological and chemical characterization was performed by Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM / EDS), X Ray Diffraction (XRD) and X Ray Fluorescence (XRF). The MPs reached an approximately average diameter of 0.49 µm, randomly distributed on the substrate and the NPs got an average diameter of 73 nm, aligned like parallel nanotubular structures to each other. The NP layer showed to be rougher than the MP. Both films obtained hydrophilic characteristics when measuring the contact angle. After the Simulated Body Fluid (SBF) test, depositions of Ca and P on both films were identified, which may sign the apatite formation on the surface. The MPs and NPs showed evidence of not being cytotoxic through the agar diffusion and macrodilution assays with the resazurin test; the cell adhesion, evaluated with bacterial strain, was morphologically more favorable on the nanoporous surface.

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RESUMO Este documento investiga como o uso de resíduos de construção e demolição pode afetar a durabilidade e o desempenho mecânico do concreto. Testes como resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade foram realizados. Em relação à durabilidade, foram realizados ensaios como absorção de água por imersão, índice de vazios e massa específica, absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica, profundidade de penetração de íons cloreto, carbonatação acelerada e avaliação do efeito combinado da penetração de dióxido de carbono e íons cloreto. O agregado natural foi substituído pelo agregado reciclado nas seguintes proporções: 30%, 50%, 70% e 100%. Os resultados indicam que os concretos produzidos com agregado reciclado, especialmente até 50% de substituição, atendem aos requisitos de qualidade do concreto estrutural, no que diz respeito às propriedades mecânicas e durabilidade.

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ABSTRACT This paper investigates how the use of construction and demolition waste can affect the durability and affect the mechanical performance of concrete. tests such as compressive strength, tensile strength by diametral compression and modulus of elasticity were performed. Regarding durability, tests such as water immersion, void content and specific mass, water absorption by capillarity, electrical resistivity, the penetration depth of chloride ions, accelerated carbonation and a test evaluating the synergic effect of carbon dioxide and chloride ion penetration were performed. The coarse natural aggregate was replaced with coarse recycled aggregate in concrete mixes at the following ratios: 30%, 50%, 70%, and 100%. The results indicate that the parameters of the concrete produced with recycled aggregate, especially up to 50% replacement level, meet the concrete quality requirements, regarding the mechanical properties and durability.

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RESUMO Um dos desafios atuais é a busca de materiais eficientes e de baixo custo para os componentes das Pilhas a Combustível de Óxido Sólido (PaCOS), já que estes dispositivos se destacam pela geração limpa de energia elétrica e alta eficiência. Dentre estes componentes está o interconector, nos quais o aço inoxidável ferrítico poderia ser utilizado na sua fabricação. No entanto revestimentos protetores são necessários para bloquear a volatilidade do cromo da superfície metálica do interconector nas condições de operação das PaCOS. Neste trabalho, os revestimentos foram obtidos a partir de soluções eletrolítica contendo Co2+ e Mn2+ provenientes de catodos de baterias de íon lítio (BIL’s) exauridas. Foram feitas eletrodeposições potenciostáticas com o objetivo de se obter ligas de cobalto e manganês sobre a superfície de amostras do aço AISI 430. Dados de eficiência de carga do processo foram calculados para otimização das amostras, e a condição de pH mais ácido (pH=3) mostrou-se menos eficiente. Contudo, o filme apresentou microestrutura homogênea, menos porosa e constituída por uma camada interna de (Mn, Cr)2O3 e externa de MnCo2O4, capaz de bloquear a perda do Cr, conforme mostraram as análises de DRX, MEV e EED. Já para o pH menos ácido (pH=3,5), não foi identificada a presença do Mn na composição do depósito, e o revestimento formado de Co3O4 não se mostrou capaz de bloquear a perda de cromo por volatilidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT One of the current challenges is the search for efficient and low-cost materials for the components of Solid Oxide Fuel Cells (SOFCS), since these devices stand out for the clean generation of electric energy and high efficiency. Among these components is the interconnector, ferritic stainless steel can be used in its manufacture. However, protective coatings are necessary to block the volatility of the chrome of the metallic surface of the interconnector under the operating conditions of the PaCOS. In this work, the coatings will be obtained from electrolytic solutions containing Co2+ and Mn2+ from cathodes of exhausted lithium-ion batteries (LIB’s). Potentiostatic electrodepositions will be performed to obtain cobalt and manganese alloys on the AISI 430 steel samples surface. The charge efficiency data were calculated to optimize the samples, and the more acidic pH condition was shown to be less efficient. However, the film showed a homogeneous microstructure, less porous and composed of an internal (Mn, Cr)2O3 layer and an external MnCo2O4 layer, capable of blocking the loss of Cr, as demonstrated by the analyzes of XRD, SEM and EDS. For the less acidic pH, the presence of Mn in the deposit composition was not identified, and the coating formed by Co3O4 was not able to block the loss of chromium by volatility.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Bentonite is the most important material used in oil and gas field drilling operations. However, the properties of natural bentonite cannot meet the requirements of bentonite for drilling. Therefore, researchers pay much attention to the modification of bentonite. The hydroxyethyl cellulose-acrylamide graft polymer was synthesized by microwave assisted, and the bentonite composite based on the graft polymer was prepared. FTIR, XRD and SEM results show that the polymer exists between the layers and the surface of the bentonite. Research on the bentonite composite showed that the yield point and filtration properties of bentonite composite are higher than natural bentonite at 90 to 150 celsius. The composite yield point / plastic viscosity ratio is more than 0.6 and the minimum fluid loss is only 9.3ml, which can meet the requirements of drilling-grade bentonite. This material has the potential to be a candidate for drilling applications.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho teve como objetivo quantificar e avaliar através de técnicas de análise e processamento digital de imagens (PDI) defeitos formados em revestimentos metálicos à base de ligas ferro-cromo e ferro-cobalto, obtidas por aspersão térmica à arco elétrico (AT). Imagens obtidas por microscopia óptica (MO) foram processadas e analisadas utilizando-se o software FIJI (Image J) para quantificação de poros, redes de óxidos e trincas. Também foram feitas medidas de microdureza Vickers (HV) e testes de corrosão segundo a norma ASTM-G48. Foram realizados dois testes de corrosão em meio de cloreto férrico: um expondo-se apenas o revestimento, onde a resistência a corrosão foi avaliada qualitativamente através de imagens de MO e a possível presença de pites de corrosão e outro expondo-se o conjunto revestimento e substrato, neste caso, a resistência a corrosão foi avaliada quantitativamente através de medidas na espessura da camada de revestimento antes e depois da exposição. Foi realizada uma avaliação microestrutural por MO e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos por MO, MEV e microdureza indicaram uniformidade nas camadas depositadas e porcentagem de defeitos variando entre 3,7% e 4,3% para os revestimentos estudados. Todos mostraram possuir excelente resistência à corrosão em meio de cloreto férrico, que é considerado agressivo aos aços inoxidáveis, exceto para a liga de revestimento à base de ferro-cobalto quando encontrou-se combinada ao cobre e com o substrato também exposto ao meio corrosivo

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this work was to quantify and evaluate, through techniques of analysis and digital image processing (PDI), defects formed in metallic coatings based on ferro-nickel, iron-chromium and cobalt-chromium alloys obtained by thermal arc-electric spraying. Images obtained by optical microscopy (OM) were processed and analyzed using the FIJI software (Image J) for quantification of pores, oxide networks and cracks. Measurements of Vickers microhardness (HV) and corrosion tests according to the ASTM-G48. Two corrosion tests were carried out in ferric chloride medium: one exposing only the coating, where the corrosion resistance was evaluated qualitatively through OM images and the possible presence of corrosion pits and the other exposing the coating and substrate set, in this case, the corrosion resistance was quantitatively evaluated through measurements on the thickness of the coating layer before and after exposure. An assessment of the microstructural morphology by optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM) was made. The results obtained by OM and SEM indicated that the coatings showed uniformity throughout the deposited layer and low number of defects (oxides, cracks and porosities). The percentage of defects found varied between 3.7% and 4.3% for the coatings studied. All showed excellent resistance to corrosion in ferric chloride, which is considered aggressive to stainless steels, except for the cobalt-based coating alloy when it was combined with copper and with the substrate also exposed to the corrosive environment.

Resumo em Português:

RESUMO A membrana de látex tem ganhado destaque em uma gama de aplicações, entretanto, a baixa uniformidade em sua espessura provoca discrepância nas propriedades se configurando como problema para a produção em larga escala, principalmente quando se trata de um produto para área biomédica. Portanto, este artigo pretende determinar a influência da espessura sobre as propriedades de membranas derivadas de látex natural. Para tanto, foram produzidas amostras com espessuras de 0,35 mm, 0,40 mm, 0,50 mm, 0,60 mm e 0,65 mm e foram submetidas aos ensaios de dureza, absorção e perda em água, molhabilidade por ângulo de contato e resistência mecânica à tração. Os resultados mostraram que quanto maior a espessura, menor foi a dureza, a absorção de água, o módulo de Young, a deformação e a molhabilidade, porém, maior foi a resistência à tração e a perda de massa em água. O desvio padrão das propriedades das amostras com espessura entre 0,40 mm e 0,60 mm foi até 550% inferior aos desvios encontrados para 0,35 mm e 0,50 mm, até 930% menor para 0,50 mm e 0,65 mm e para as faixas de espessuras entre 0,35 mm e 0,65 mm a diminuição foi de até 800%. Dessa forma, se conclui que para padronizar a produção de membranas de látex, garantindo boa uniformidade nas suas propriedades, as espessuras devem ser de 0,50 mm com desvio de 0,1 mm.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The latex membrane has been gained prominence in several applications; however, the low uniformity in its thickness causes a discrepancy in properties, becoming a problem for large-scale production, especially when it comes to a product for the biomedical area. Therefore, this article aims to determine the influence of thickness on the properties of membranes derived from natural latex. For this, samples were produced with thicknesses of 0.35 mm, 0.40 mm, 0.50 mm, 0.60 mm, and 0.65 mm and subjected to hardness tests, water absorption and loss, wettability by the contact angle, and mechanical resistance. The results showed that the greater the thickness, the lower the hardness, the water absorption, Young's modulus, tensile deformation, and the wettability, but, greater was the tensile strength and the mass loss in water. The standard deviation of the properties of samples with a thickness between 0.40 mm and 0.60 mm was up to 550% less than the deviations found for 0.35 mm and 0.50 mm, up to 930% below for 0.50 mm and 0, 65 mm and up to 800% smaller for thickness ranges between 0.35 mm and 0.65 mm. Thus, to standardize the production of latex membranes, ensuring good uniformity in their properties, thicknesses must be 0.50 mm with 0.1 mm deviation.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Pervious concrete pavements are interesting from an environmental and social viewpoint. However, this type of pavement has as the main disadvantage of losing permeability over time by the clogging process. The aim of this work is to evaluate the periodic cleaning efficiency of using a blower, mainly during the first four months after paving. A pervious concrete sidewalk was constructed and cleaning was carried out, monthly in one half and weekly in the other half. Infiltration rate tests, following ASTM C1701, were performed weekly at eight spots arranged symmetrically on each half of the pavement. The results showed that using a blower for periodic cleaning was efficient. Both halves, with monthly and weekly cleaning, did not present significant statistical difference in their infiltration rates. In this sense, monthly maintenance is the most suitable due to less time and fuel are spent for cleaning, collaborating as an environmental-friendly alternative. This work showed that the performance of periodic maintenance can be useful, in order to maintain the efficiency of the pervious pavement over time.

Resumo em Português:

RESUMO Parte considerável da malha rodoviária brasileira se concentra em regiões de baixo volume de tráfego, nas quais pavimentar e manter os revestimentos asfálticos existentes em condições mínimas de trafegabilidade é um desafio constante. Neste contexto, os Pré Misturados a Frio (PMF) se destacam como soluções adequadas para suprir a demanda por misturas asfálticas nesses locais. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento mecânico de uma mistura asfáltica fabricada em usina de pequeno porte, ao longo do tempo de estocagem da mistura. Inicialmente foi estabelecido um projeto de dosagem de PMF denso em laboratório para fornecer os parâmetros necessários à produção e controle da mistura fabricada na usina. De posse do projeto foram produzidos cerca de 360 kg de mistura para realização de testes de estabilidade, fluência, Resistência à Tração por compressão diametral (RT), além da obtenção de parâmetros volumétricos de amostras compactadas após 1, 7, 15, 30 e 60 dias de fabricação. Os resultados demonstraram haver relação entre o tempo de estocagem da mistura e os diferentes parâmetros analisados, ou seja, a perda de umidade no armazenamento proporcionou enrijecimento da mistura, menores densidades das amostras compactadas com consequente aumento dos vazios dos corpos de prova, associado a queda de resistência e deformabilidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A considerable part of the Brazilian road network is concentrated in regions with low traffic volumes, in which paving and maintaining existing asphalt coatings in minimum traffic conditions is a constant challenge. In this context, Cold Pre Mixed (CPM) stands out as an adequate solution to supply the demand for asphalt mixtures in these places. The present work aimed to evaluate the mechanical behavior of an asphalt mixture manufactured in a small plant, during the storage time of the mixture. Initially, a dense PMF metering project was established in the laboratory to provide the necessary parameters for the production and control of the mixture manufactured at the plant. In possession of the project, about 360 kg of mixture were produced to perform stability, flow, tensile strength tests by diametral compression, in addition to obtaining volumetric parameters of compacted samples after 1, 7, 15, 30 and 60 manufacturing days. The results demonstrated a relationship between the storage time of the mixture and the different parameters analyzed, that is, the loss of moisture in the storage provided stiffening of the mixture, lower densities of the compacted samples with a consequent increase in the voids of the specimens, associated with falling resistance and deformability.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN El hormigón de ultra alto rendimiento (UHPC) es un tipo de hormigón de alta tecnología que exhibe excelentes propiedades mecánicas y de durabilidad. En los últimos años, el uso de materiales cementantes suplementarios (SCM) como sustitución parcial del humo de cemento y sílice ha sido objeto de gran interés por parte de la comunidad científica para reducir los altos costos y la huella de carbono del UHPC. Algunas sus aplicaciones, como el refuerzo sísmico de estructuras existentes no dúctiles, requieren del desarrollo de resistencias tempranas. Sin embargo, la sustitución del cemento y humo de sílice puede modificar de algunas propiedades, como las resistencias iniciales de UHPC. Por otro lado, el uso de SCM produce un material altamente complejo, siendo más difícil comprender el efecto de cada componente y sus interacciones en el desarrollo de resistencias tempranas en el hormigón. Este estudio tiene como objetivo desarrollar un modelo de redes neuronales artificiales (ANN) para predecir la resistencia a la compresión a los siete días del UHPC, pudiendo incorporar varios SCM como el humo de sílice, ceniza volante, escoria granulada de alto horno, polvo de vidrio reciclado, ceniza de cascarilla de arroz, residuo de catalizador de craqueo catalítico fluido, metacaolín, carbonato cálcico pulverizado, además de filler mineral como el polvo de cuarzo. Para el desarrollo del modelo de una sola capa oculta se usaron 523 datos de investigaciones publicadas. Además, el modelo también fue validado mediante el uso de trabajos experimentales. Finalmente, el algoritmo Connection-Weight-Approach (CWA) se utilizó para analizar las relaciones entre los componentes del UHPC y la resistencia a la compresión a los siete días. Los resultados señalaron que el modelo ANN es un modelo eficiente para predecir la resistencia a la compresión a los 7 días del UHPC incluso cuando se incorporan SCM.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Ultra-high-performance concrete (UHPC) is a high-tech kind of concrete which exhibits superb mechanical properties and improved durability. Over the last years the use of supplementary cementitious materials (SCM) as partial substitution of cement and silica fume has been the object of great interest by the scientific community in order to reduce the high costs and carbon footprint of UHPC. Some of the more promising applications of this type of special concrete, such as the seismic retrofitting of non-ductile existing structures, require the development of high or ultra-high early strength. However, the replacement of cement and silica fume can result in the modification of some properties such as the early strength of UHPC, which usually needs great amounts of cement and silica fume. On the other hand, the use of several SCM has as outcome a highly complex material, which makes it more difficult to understand the effect of each component and their interactions on early strength. This study is aimed to develop an artificial neural networks (ANN) approach to predict the seven-day compressive strength of UHPC, being able to incorporate several SCM such as silica fume, fly ash, ground granulated blast furnace slag, recycled glass powder, rice husk ash, fluid catalytic cracking catalyst residue, metakaolin, limestone powder, in addition to mineral filler such as quartz powder. A total of 523 data from previous published works was used to train the one-hidden-layer ANN model. The model was also validated by performing experimental works. Besides, Connection-Weight-Approach algorithm (CWA) was used to analyse the relationships between the UHPC’s components and the seven-day compressive strength. The results pointed out that the ANN is an efficient model for predicting the early strength (7-day compressive strength) of UHPC even when SCM are incorporated.

Resumo em Português:

RESUMO O nosso objetivo foi sintetizar e caracterizar o Titanato de Bário (BaTiO3) para aplicação em substrato dielétrico em antenas patch de microfita. O surgimento de novas tecnologias sem fio resulta em demandas crescentes por antenas de baixo custo que permitam a união de diferentes tecnologias em um único dispositivo portátil. BaTiO3, composto cerâmico com estrutura cristalina do tipo perovskita (ABO3), encaixa-se na classe de cerâmicas eletrônicas e pode ser utilizado na forma de filme fino, para composição de componentes de memória RAM de computadores, devido a polarização espontânea reversível. As antenas de microfita constitui-se de um substrato dielétrico onde uma das faces é impresso um condutor radiante ou patch e na outra face, um plano terra. Há vários métodos para sintetizar o BaTiO3, todavia nesta pesquisa foi sintetizado por coprecipitação, a partir do Acetato de Bário (BaC4H6O4), Dióxido de Titânio (TiO2) e Ácido Nítrico (HNO3). Após síntese, foi caracterizado por Difração de Raios X com refinamento pelo método de Rietveld, onde obteve-se a fase tetragonal, na qual o BaTiO3 possui ferroeletricidade, além de medidas de Densidade (5,698 g/cm3), Porosidade (5,31 %) e Microscopia Eletrônica de varredura, cujo constatou uma distribuição granular homogênea com tamanho médio do cristalito de 500 nm. Além disso, simulou-se uma antena no Ansoft HFSS® para aplicação na faixa de 6.5 GHz, obtendo-se uma largura de banda de 240 MHz. O método de síntese por coprecipitação se mostrou eficiente e a antena promissora para aplicações em sistemas wireless.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Our aim was to synthesize and characterize barium titanate (BaTiO3) for application in dielectric substrate in microtape patch antennas. The emergence of new wireless technologies results in increasing demands for low-cost antennas that allow the union of different technologies into a single portable device. BaTiO3 is a ceramic compound with crystalline perovskite structure (ABO3), which fits the class of electronic ceramics and can be used, in the form of thin film, for the composition of computer RAM components due to reversible spontaneous polarization. The microtape antennas consist of a dielectric substrate where one side is printed a radiant conductor or patch and on the other side, a flat earth. There are several methods to synthesize BaTiO3, however in this research it was synthesized by coprecipitation, from barium acetate (BaC4H6O4), Titanium Dioxide (TiO2) and Nitric Acid (HNO3). After synthesis, it was characterized by X-ray diffraction with refinement by the Rietveld method, where the tetragonal phase was obtained, in which BaTiO3 has ferroelectricity, in addition to density measurements (5,698 g/cm3), porosity (5.31 %) and Scanning Electron Microscopy, which found a homogeneous granular distribution with an average crystallite size of 500 nm. In addition, an antenna was simulated in the Ansoft HFSS® for application in the range of 6.5 GHz, and a bandwidth of 240 MHz was obtained. Based on the results, the synthesis method proved to be quite efficient and a favorable antenna for applications in wireless network systems.

Resumo em Português:

RESUMO A cerâmica à base de fosfato de cálcio hidroxiapatita (Hap) é muito utilizada para reparos ósseos por ser um biomaterial biocompatível e apresentar propriedades osteocondutoras e osteoindutoras. No entanto, a baixa resistência mecânica da Hap pode limitar sua aplicabilidade. Assim, o presente trabalho tem como objetivo melhorar as propriedades mecânicas da Hap, associando-a à alumina (Al2O3), pela técnica de metalurgia do pó, que consiste na moagem dos pós precursores em moinho planetário, prensagem uniaxial e sinterização. A microestrutura e a resistência mecânica das amostras sinterizadas foram avaliadas através dos testes de densidade, microdureza, resistência à compressão e molhabilidade. Concluiu-se que o uso de Al2O3 no compósito melhora as propriedades mecânicas da Hap, enquanto diminui seu potencial hidrofílico. Assim, a composição com 40% de Hap / 60% de Al2O3 foi considerada a melhor para aplicações biomédicas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The hydroxyapatite calcium phosphate based ceramic (Hap) is widely used for bone repair, as it is a biocompatible biomaterial and because it has osteoconductive and osteoinductive properties. However, the low mechanical strength of Hap may limit its applicability. Thus, the present work aims to improve the mechanical properties of Hap, associating it with alumina (Al2O3), using the powder metallurgy technique, which consists in the milling of the precursor powders in a planetary ball mill, uniaxial pressing and sintering. The microstructure and mechanical strength of the sintered samples were evaluated using density, microhardness, compressive strength and wettability tests. It was concluded that the use of Al2O3 in the composite improves the mechanical properties of Hap, while decreases its hydrophilic potential. Thus, the composition with 40% Hap / 60% Al2O3 was considered the best for biomedical applications.

Resumo em Português:

RESUMO As células solares orgânicas possuem várias vantagens que as tornam atrativas como baixo custo, flexibilidade, leveza e fabricação via processo rolo-a-rolo. Um dos materiais mais empregados como camada transportadora de buracos nessas células é o polímero PEDOT:PSS. Entretanto, ele degrada muito facilmente em condições ambientais, sendo um dos responsáveis pelo curto tempo de vida desses dispositivos. Esse trabalho teve por objetivo obter filmes de MoO3 para atuarem como camada transportadora de buracos em células solares orgânicas. A técnica utilizada para a deposição dos filmes foi pulverização catódica reativa com rádio frequência e magnetos. O efeito dos parâmetros de deposição, como potência de trabalho e temperatura do substrato, foi investigado. Os resultados de difração de raios x mostraram que os filmes depositados a 200 °C eram amorfos ou nanocristalinos, independentemente da potência de deposição, com exceção daqueles depositados na potência mais baixa, 125 W, que continham uma pequena quantidade da fase β-MoO3. A transmitância desses filmes, medida em um espectrofotômetro na faixa UV-VIS, ficou entre 60 e 75%. Ao contrário da potência de deposição, a temperatura do substrato afetou significativamente as propriedades microestruturais e óticas dos filmes. Os resultados mostraram que filmes depositados acima de 250 °C eram cristalinos e constituídos pelas fases β-MoO3 e α-MoO3, sendo que o percentual da fase α-MoO3 aumentava com a temperatura. As imagens da superfície dos filmes confirmaram o importante papel da temperatura do substrato na cristalização dos filmes, mostrando o incremento da cristalização com o aumento da temperatura do substrato. Os resultados da espectroscopia UV-Vis mostraram que a temperatura de substrato pode ser usada como parâmetro controlador da banda proibida, cujo valor aumentou com a temperatura, de 2,7 eV para 3,1 eV.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Organic solar cells are very attractive for solar energy conversion due to their low cost, flexibility, lightness, and potential for manufacturing via roll-to-roll process. One of the materials most used as hole transport layer in these cells is the PEDOT: PSS polymer. However, this polymer easily degrades under environmental conditions, limiting the device lifetime. In this work MoO3 films were deposited by reactive radio frequency sputtering for being used as hole transport layer in organic solar cells. The effect of deposition parameters, such as working power and substrate temperature, was investigated. The x-ray diffraction data showed that the films deposited at 200 °C were amorphous or nanocrystalline, regardless the deposition power, except for those deposited at the lowest power, 125 W, which contained a small amount of the β-MoO3 phase. The transmittance of these films, measured in a UV-VIS spectrophotometer, ranged from 60% to 75%. Unlike deposition power, the substrate temperature significantly affected the microstructural and optical properties of the films. The results showed that films deposited above 250 °C were crystalline and consisted of a mixture of β-MoO3 and α-MoO3 phases, the percentage of the α-MoO3 phase increasing with temperature. The surface images of the films confirmed the important role of the substrate temperature on the crystallization of the films, showing the increase of crystallization with the temperature. The results of UV-Vis spectroscopy showed that the substrate temperature can be used as a parameter for bandgap tuning, with the values changing from 2.7 eV to 3.1 eV as temperature increases.

Resumo em Português:

RESUMO A MP é constituída de, pelo menos, três etapas: obtenção do pó, conformação e sinterização. Na etapa de obtenção dos pós uma técnica de amplo uso é a Moagem de Alta Energia (MAE) que além de propiciar a quebra das partículas preexistentes, também pode melhorar a dispersão dos componentes. Um material obtido pela técnica é WC-Co, o metal duro, que apesar de ter propriedades interessantes, como por exemplo, alta dureza e resistência à compressão, não consegue manter tais características quando colocado em trabalho em altas temperaturas, como o corte na usinagem. Como alternativa ao sistema compósito WC-Co, estuda-se a substituição do cobalto pelo níquel, entretanto, o compósito WC-Ni apresenta uma baixa dureza quando comparado ao WC-Co. Para minimizar tal efeito, o presente estudo investigou a possibilidade da adição do óxido de alumínio (Al2O3) aos pós de WC e Ni. O estudo estabeleceu a influência da moagem de alta energia (MAE) nas características dos pós compósitos de WC-Ni-Al2O3 com 5 e 10%p de Al2O3. Fez-se moagem de alta energia (400 rpm) em via úmida pelos tempos de 1, 2, 4, 10 e 20h. As amostras foram caracterizadas por: DRX, particulometria a laser e MEV/EDS. Os resultados mostraram-se promissores uma vez que houve redução de até 50% do tamanho mediano de partícula com os tempos estudados, bem como, formação de partículas compósitas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The PM consists of at least three stages: obtaining the powder, consolidation and sintering. In the stage of obtaining the powders, a widely used technique is the High Energy Ball Milling (HEM) which, besides providing the breakdown of the pre-existing particles, can also improve the dispersion of the components. A material obtained by the technique is WC-Co, the hard metal, which despite having interesting properties, such as, for example, high hardness and resistance to compression, cannot maintain such characteristics when put to work in the presence of high temperatures, such as cutting in machining. As an alternative to the WC-Co composite system, the replacement of cobalt by nickel is studied, however, the WC-Ni composite has a low hardness when compared to the WC-Co. To minimize this effect, the present study investigated the possibility of adding aluminum oxide (Al2O3) to WC and Ni powders. The study established the influence of high energy ball milling (MAE) on the characteristics of the composite powders WC-Ni-Al2O3 with 5 and 10% w of Al2O3. HEBM (400 rpm) was carried out in a wet way, and samples were taken at 1, 2, 4, 10 and 20h. The samples were characterized by: XRD, laser granulometry and SEM / EDS. The results were promising since there was a reduction of up to 50% in the median particle size with the studied times, as well as the formation of composite particles.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The design of effective CO2 capture materials is a current challenge. Here, we report the synthesis of aminosilanes-functionalized MCM-41 and SBA-15 materials with high efficiency toward carbon dioxide adsorption. The functionalization of the mesoporous silicas involves a post-synthesis method by impregnation with 3-aminopropyltriethoxysilane. The carbon dioxide adsorption capacities for the samples were carried out under ambient pressures. The results evidenced that aminosilanes with a terminal amine were functionalized through covalent coupling of this group onto the channels' surface in the ordered mesoporous silica. It means that the amine is anchored on the surface of the largest pores of the MCM-41 and SBA-15 supports. The Lagergren kinetic model evidenced the enhanced carbon dioxide adsorption capacity and stability of the functionalized ordered mesoporous molecular sieves.

Resumo em Português:

RESUMO Fibroína (FB) e nanocelulose bacteriana (BC) são produtos naturais que podem ser usados na biomedicina, nas indústrias eletrônicas e de alimentos e outras áreas. Todos eles apresentam biocompatibilidade, podendo ser utilizados para diversos fins. A mistura de fibroína e nanocelulose bacteriana foi projetada para produzir um material biocompatível para ser aplicado com um dispositivo médico. Por esse motivo, o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades estruturais da mistura de BC e FB. Assim, FB foi extraída do Bombyx mori e a BC foi produzida por processo de fermentação utilizando Gluconacetobacter xylinus. As membranas compostas de BC-FB foram produzidas por contato de imersão por 24 horas, a 25 °C, em 100 rpm, sem agente reticulante. Após a produção, as amostras de membrana foram secas e caracterizadas por espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (espectroscopia FTIR), propriedades mecânicas, eficiência de intumescimento, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada (µCt). Os resultados indicam que as membranas porosas com ligações de hidrogênio obtidas apresentaram morfologia porosa anisiotrópica, fechada e interconectada. As características morfométricas, que se assemelham a um favo de mel e consistem em uma estrutura longa com alta conectividade e alta porosidade total, amplificam as áreas de aplicações da mistura BC-FB, com potencial utilização com dispositivos optoeletrônicos, em áreas que variam desde ambiental à engenharia tecidual. Além disso, a produção por contato de imersão permitirá o processo de alta qualidade e o desenvolvimento de material de rótulo verde.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Fibroin (FB) and bacterial nanocellulose (BC) are natural products, being used in biomedicine, electronics, food industries and other areas. Both show biocompatibility, able to be used for many different purposes. The blending of fibroin and bacterial nanocellulose was design to produce a biocompatible material to be applied with a medical device. For this reason, the objective of this work was to evaluate the structure properties of the blending of BC and FB. Thus, FB was extracted from Bombyx mori and BC was produced by fermentation process utilizing Gluconacetobacter xylinus. The membranes composed of BC-FB were produced by immersion contact for 24 hours, at 25°C, in 100rpm; without crosslinking agent. After the production the membrane samples were dried and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR spectroscopy), mechanical proprieties, swelling efficiency, scanning electron microscopy (SEM) and computerized microtomography (µCt). Results indicate that the hydrogen-bonded porous membranes obtained displayed anisiotropic, closed and interconnected porous morphology. The morphometric characteristics, which resemble a honeycomb and consist of a long structure with high connectivity and high total porosity, amplify the areas of BC-FB blend applications, with potential utilization with optoelectronic devices, in areas ranging from environmental to tissue engineering. Furthermore, the production by immersion contact will allow the upscale process and the development of green label material.

Resumo em Português:

RESUMO Em decorrência dos problemas ambientais gerados pelas disposições inadequadas de resíduos, o presente trabalho busca encontrar uma alternativa para a reciclagem dos resíduos de construção civil (RCC). Entre as aplicações possíveis, o agregado miúdo reciclado do RCC pode ser utilizado como um componente alternativo em substituição total ou parcial à areia artificial nas misturas cimentícias destinadas à produção de blocos de concreto (B). Assim, este trabalho objetiva analisar a viabilidade técnica sob o aspecto físico e mecânico do uso de agregados miúdos reciclados para a confecção de blocos para sistemas de vedação vertical. Utilizou-se o traço de referência 1:19,19 (cimento:agregados, em massa), no qual o agregado miúdo areia artificial foi progressivamente substituído por areia reciclada de RCC. Foram testadas as substituições nos teores de 25, 50 e 100% de substituição de resíduo. As características físicas e mecânicas dos traços de concreto de referência e com substituição foram avaliadas segundo a norma NBR 12118:2013. Por meio do estudo de dosagem, buscou-se identificar o traço que incorporasse a maior quantidade de resíduos na mistura, mantendo o desempenho dentro dos limites estabelecidos pelas normas. O traço com 50% de incorporação foi aquele que apresentou o melhor desempenho, com teor de absorção de água de 14,30% e resistência média a compressão de 4,13MPa. Os Blocos de concreto da família 15x40 (dimensões de 140x190x390mm) produzidos com este teor de incorporação por meio de uso de máquina do tipo vibroprensa, apresentaram resistência à compressão característica de 3,21MPa e teor de absorção de água de 9,89%, sendo classificados como Classe C, sem função estrutural. Desta forma, os agregados miúdos de origem de RCC são viáveis tecnicamente para serem incorporados em matrizes cimentícias para a produção de blocos de concreto, corroborando com a sustentabilidade urbana.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Due to the environmental problems generated by inadequate waste disposal, this work seeks to find an alternative for recycling construction waste (RCW). Among the possible applications, the recycled fine aggregate of RCW can be used as an alternative component in total or partial replacement to artificial sand in the cement mixtures designed for the production of the concrete blocks. Thus, this work aims to analyze the technical feasibility of the physical and mechanical aspects of the use of recycled fine aggregates for the production of concrete blocks for vertical panel systems. The reference trace 1:19.19 (cement: aggregates, by mass) was used in the dosage study, in which the industrial fine aggregate sand was progressively replaced by recycled construction waste sand. Substitutions were tested at 25, 50, and 100% of residue replacement. The physical and mechanical characteristics of reference and replacement concrete traces were evaluated according to Brazilian NBR 12118:2013 regulation. By the dosage study, it was sought to identify the dosage that incorporated the largest amount of residues in the mixture, maintaining the performance within the limits established by the regulation. The dosage with 50% incorporation displayed the best performance, with a water absorption content of 14.30% and average compressive strength of 4.13MPa. The 15x40 family concrete blocks, with dimensions of 140x190x390mm, produced with this dosage by the use of a Vibro press machine, displayed compressive strength characteristic of 3.21MPa and 9.89% of water absorption content, being classified as Class C, without structural function. Therefore, the construction waste aggregates are technically feasible to be incorporated into cementitious matrices for concrete block production, corroborating with urban sustainability.

Resumo em Português:

RESUMO A partir do desenvolvimento de um aparato mecânico capaz de realizar automaticamente a medida de consistência do concreto pelo tronco de cone (slump test), este trabalho avaliou a capacidade do equipamento em simular o ensaio preconizado por norma. Medidas de consistência utilizando o ensaio padrão (tronco de cone - slump test) e o equipamento desenvolvido foram efetuadas para diferentes composições de concretos convencionais. Os resultados comprovaram a capacidade do equipamento em realizar o slump test, tanto o processo de levantamento do cone quanto a leitura do abatimento (slump), além de possibilitar menores erros experimentais associados ao operador durante o ensaio. Foram também avaliadas as propriedades tensão limite de escoamento e viscosidade plástica dos concretos produzidos, para isso modelos empíricos estabelecidos a partir de medidas reométricas (slump test modificado por meio do reômetro BTREOM), foram aplicados, os quais forneceram resultados compatíveis com os relatados na literatura. Enfatiza-se, porém, a necessidade de uma medida precisa da consistência, de maneira a não comprometer as avaliações reológicas do material, haja vista a elevada dependência (sensibilidade) da tensão limite de escoamento e mais ainda da viscosidade plástica àquela medida. Ademais, o equipamento proposto neste trabalho permitiu uma caracterização mais completa do escoamento durante o ensaio, fornecendo o comportamento temporal da descida do material (uma medida indireta da viscosidade) até o completo abatimento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT From the development of a mechanical device capable of performing the slump test of concrete, this work evaluated the equipment's ability to simulate the test recommended by norm. Slumps using the standard test and the equipment developed were measured for different compositions of conventional concrete. The results confirmed the equipment's capacity to perform the slump test both in the lifting the Abrams cone and the slump reading, besides to allowing for less experimental errors associated with the operator during the test. Yield stress and plastic viscosity properties of the concretes produced were also evaluated - for this, empirical models based on rheometric measures were used (modified slump test via BTREOM rheometer) verifying results compatible with those reported in the literature. It should be emphasizes to need for a precise measurement of the slump, in order not to compromise the rheological evaluations of the material, given the high dependence (sensibility) of yield stress and even more of the plastic viscosity to that measure. Furthermore, the slump test equipment allowed for a more complete flow characterization during the test, providing the descent temporal behavior of the material (as an indirect measure of the viscosity) until final slump.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Natural polymers have attracted much attention in recent years for the study of new drug delivery systems. These materials are used as polymer matrices to protect the active drug from degradation in the biological environment and to improve the release kinetics of the drug. The poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) is a natural biocompatible polymer, widely used in combination with other polymers to improve their physicochemical properties. Thus, this work aimed to develop and characterize films of PHB and blends containing polypropylene glycol (PPG) with different concentrations of simvastatin (Simv.). The films were prepared by casting, dissolving PHB or a blend of PHB / PPG (90:10) and (5% or 25 %) Simv. in chloroform (2% w/v). The solutions were stirred for 3 h and then transferred to an appropriate glass mold for solvent evaporation for 48 h at room temperature. The obtained films were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy, in vitro degradation study, and in vivo biocompatibility test. The results showed that PHB and blends of PHB / PPG are able to form a homogeneous film with the drug inside. A great amount of drug lead to the instability of polymeric matrixes and resulted in a facilitated film degradation. On the other hand, devices with 5% of Simv. were more stable, which suggests the application of these films for biomedical devices. In vivo studies revealed that the films can interact with the animals' organism, and do not undergo rejection. Hence, these films hold an innovative alternative in tissue engineering to promotes drug release by diffusion and erosion of the polymeric material.

Resumo em Português:

RESUMO A tendência de estabilização do consumo de carvão mineral, observada até 2019, foi interrompida devido a pandemia de Sars-Cov 2 que afetou a produção energética baseada em carvão mineral, reduzindo a demanda mundial deste produto. A queima do carvão mineral para a produção energética em usinas termelétricas geram grandes quantidades de resíduos, como as cinzas leves (fly ash), proveniente de processos eletrostáticos e as cinzas de fundo (botton ash), provenientes de processos de dessulfuração do gás da chaminé (Flue Gas Desulfurization - FGD). Em muitos os resíduos são estocados em depósitos ao ar livre, tornando-se um potencial risco ao meio ambiente e aos ecossistemas circunvizinhos. Com vistas a melhorar compreensão das características destes resíduos, buscou-se caracterizar a cinza leve (CV1) e da cinza de fundo (CV2), resíduos provenientes das usinas termelétricas do Pecém I e II, localizadas no estado do Ceará/Brasil, quanto aos parâmetros químicos e físicos por meio de ensaios de composição química por FRX (Fluorescência de Raios X) e EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva), teor de umidade, perda ao fogo, teor de resíduos insolúveis, massa específica, finura pelo método de permeabilidade ao ar, caracterização granulométrica, avaliação microestrutura por MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), termogravimentria, determinação das fases mineralogia por DRX (Difração de Raios X) e avaliação da atividade pozolânica. Evidenciou-se que a CV1 apresenta características compatíveis com cinzas volantes tipo C e atividade pozolânica. Para a cinza CV2, observou-se que não foram atendidos aos requisitos químicos de atividade pozolânica, apresentando também altos teores de trióxido de enxofre e fases cristalinas como a Calcita, provenientes do processo de dessulfuração FGD. Em ambos os casos, as cinzas podem ser utilizadas em compostos cimentícios, desde que compatíveis com as características apresentadas, possibilitando assim a redução e acúmulo do material nas usinas, reduzindo os riscos ao meio ambiente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The trend towards stabilization of coal consumption, observed until 2019, was interrupted due to the Sars-Cov 2 pandemic that affected energy production based on mineral coal, reducing the world demand for this product. The burning of mineral coal for energy production in thermal power plants generates large amounts of waste, such as light ash (fly ash), from electrostatic processes and background ash (botton ash), from desulfurization processes of the chimney gas (Flue Gas Desulfurization - FGD). In many residues, they are stored in open air deposits, becoming a potential risk to the environment and the surrounding ecosystems. In order to improve understanding of the characteristics of these residues, we sought to characterize light ash (CV1) and bottom ash (CV2), residues from the Pecém I and II thermoelectric plants, located in the state of Ceará / Brazil, regarding chemical and physical parameters by means of chemical composition tests by FRX (X-Ray Fluorescence) and EDS (Dispersive Energy Spectroscopy), moisture content, loss to fire, insoluble residue content, specific mass, fineness by air permeability method, granulometric characterization, microstructure evaluation by SEM (Scanning Electron Microscopy), thermogravimentation, determination of the mineralogy phases by XRD (X-Ray Diffraction) and evaluation of pozzolanic activity. It was evidenced that CV1 has characteristics compatible with type C fly ash and pozzolanic activity. For CV2 ash, it was observed that the chemical requirements for pozzolanic activity were not met, also presenting high levels of sulfur trioxide and crystalline phases such as Calcite, from the FGD desulfurization process. In both cases, the ashes can be used in cementitious compounds, as long as they are compatible with the characteristics presented, thus enabling the reduction and accumulation of material in the plants, reducing the risks to the environment.

Resumo em Português:

RESUMO A poluição atmosférica e o aquecimento global são problemas que vêm se agravando ao longo das décadas devido, principalmente, as atividades antrópicas. Os processos de combustão nas indústrias e nos veículos automotores liberam na atmosfera quantidades consideráveis de poluentes gasosos e material particulado. Neste contexto, o presente trabalho buscou avaliar a eficiência do carvão ativado convencional e impregnado com 5% de nióbio na adsorção de monóxido de carbono. Os adsorventes foram caraterizados por análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier - FTIR, microscopia eletrônica de varredura - MEV, adsorção/dessorção de N2 e difratometria de raios X - DRX. Os estudos de adsorção dinâmica foram realizados com massa de adsorvente igual a 3,5 g, em leito fixo com vazão de 500 mL min-1 de mistura de 500 ppm de CO em N2, com sistema de análise gasosa com célula eletroquímica, em temperatura ambiente. Pelos resultados das caracterizações, observou-se que a presença de nióbio na estrutura do adsorvente levou a uma diminuição na área superficial e volume de poros do carvão ativado, porém com um certo aumento das dimensões dos poros observado por MEV. Em relação aos ensaios de adsorção, o resultado de melhor eficiência ocorreu com o adsorvente carvão/5% de nióbio; a presença do metal no material adsorvente resultou em um aumento no teor de oxigênio, favorecendo o processo de adsorção. Os dados experimentais de adsorção em leito fixo, para ambos os adsorventes, obedeceram um modelo de distribuição não-linear sigmoidal de Boltzmann. Pelos resultados dos ensaios de adsorção de CO, pode-se afirmar que os desempenhos dos adsorventes foram eficazes, sendo um processo promissor na minimização de emissões desse poluente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Air pollution and global warming are problems that have been worsening over the decades mainly due to human activities. The combustion process in industries and motor vehicles releases considerable amounts of gaseous pollutants into the atmosphere. In this context, the present work aims to evaluate the efficiency of conventional activated carbon and impregnated with 5% niobium in the adsorption of carbon monoxide. The adsorbents were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy - FTIR, scanning electron microscopy - SEM, N2 adsorption / desorption and X-ray diffraction - XRD. The dynamic adsorption studies were carried out with an adsorbent mass equal to 3.5 g in a fixed bed with a flow rate of 500 mL min-1 of a mixture of 500 ppm CO in N2 with a gas analysis system with an electrochemical cell at room temperature. From the results of the characterizations, it was possible to observe that the presence of niobium in the adsorbent structure led to a decrease in the surface area and pore volume of the activated carbon, but with a certain increase in the pore dimensions observed by SEM. Regarding the adsorption tests, the result of better efficiency occurred with the adsorbent coal / 5% niobium, the presence of niobium in the adsorbent material obtained an increase in oxygen, favoring the adsorption process. The experimental data of fixed bed adsorption for both adsorbents obeyed a Boltzmann sigmoidal nonlinear distribution model. The results of the CO adsorption tests can be said that the performance of the adsorbents conventional activated carbon and activated carbon with impregnated niobium are effective in the adsorption of CO, being a promising process in minimizing carbon monoxide emissions.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work aimed to obtain and characterize bacterial cellulose (BC) membranes obtained by cultivating Komagataeibacter hansenii ATCC 23769 using mannitol, glucose, fructose, lactose, glycerol, inulin, and sucrose as carbon sources, and corn steep liquor and Prodex Lac® as alternative sources of nitrogen. The formation of the BC´s gelatinous membrane was monitored for 12 days under static conditions and a temperature of 30 ºC. After purification, the membranes were dried and characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). The highest BC concentrations were found in the culture medium containing Prodex Lac® as the source of nitrogen. Among sugars, fructose and mannitol presented the best results. TGA analyzes indicate that all membranes have similar thermal behavior. The FTIR results show that the chemically synthesized membranes are equivalent to the structures cited in the literature. The micrographs obtained by SEM showed that the medium might influence BC´s morphology, but in general, all presented nanofibers, an essential feature in the membrane. Thus, the BC membranes synthesized in this study proved that the BC production using low-cost alternative means is feasible. The material obtained meets the expected thermal, physical, and chemical properties.

Resumo em Português:

RESUMO Em algumas construções são necessárias intervenções para restabelecer ou aumentar a capacidade de suporte da estrutura antes de atingir um estado limite. Os Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (CFRP) são um dos mais adequados como elemento de reforço estrutural por ser um material de alto desempenho mecânico e elevado módulo de elasticidade, resistência à fadiga e baixo peso específico. Este trabalho teve como objetivo analisar a eficiência de materiais compósitos de Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (CFRP) como reforço estrutural em vigas de concreto armado, por meio de ensaios experimentais e simulação numérica. Nos ensaios, a armadura da viga de concreto foi dimensionada com resistência insuficiente ao cisalhamento. Nas vigas de referência, inicialmente, surgiram fissuras de cisalhamento, e em seguida as vigas romperam-se à flexão. Nas vigas com CRFP, que foram dimensionadas como reforço ao cisalhamento, as vigas não apresentaram fissuras de cisalhamento e romperam à flexão. Não houve acréscimo significativo da carga máxima. Em apenas uma viga houve o descolamento da fibra de carbono em um dos bordos da estrutura, mostrando boa eficiência do adesivo utilizado. As simulações numéricas foram realizadas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) no software ANSYS 18.1. Os resultados obtidos no modelo numérico ficaram próximos aos resultados experimentais.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Eventually, some buildings must be restored or their structural capacity increased. Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) are the most indicated as structural reinforcement due to their high mechanical performance with high Young’s modulus, resistance to fatigue and low density. This work aimed at the efficiency of composite materials of CFRP as a structural reinforcement in concrete beams. The mechanical behavior is studied by means of experimental tests and numerical simulations. Steel bars and stirrups were designed with insufficient resistance to shear efforts. In reference beams, i.e. without CFRP reinforcement, shear cracks appear initially, but then the beams failed in flexure. The CFRP reinforcement were designed to increase shear capacity. Thus, shear cracks do not appear and the beams failed in flexure. The maximum load values did not increase significantly. Only one CFRP strip detached during the tests, indicating a good efficiency of the adhesive used. Numerical simulations were performed using the Finite Element Method (FEM) in ANSYS 18.1 software. The numerical and experimental results are in good agreement.

Resumo em Português:

RESUMO O uso de concreto autoadensável já é bastante difundido na construção civil, sendo utilizado principalmente em elementos esbeltos e/ou com altas taxas de armadura. Ainda assim, os efeitos combinados de autoadensabilidade com determinadas estratégias modificadoras das propriedades dos concretos são pouco conhecidos. Esse é o caso observado com o aditivo incorporador de ar. Dessa forma, o presente trabalho busca avaliar a influência da incorporação de ar no comportamento de concretos autoadensáveis mantendo propriedades mecânicas adequadas para uso estrutural. Algumas premissas de interesse foram definidas com base na utilização do material para a execução de paredes de concreto moldadas no local. Assim, foram produzidos dois traços de concreto autoadensável, sem incorporação de ar, com classes de resistência C25 e C40 e, a partir de cada um deles, foram produzidos outros dois traços modificados com aditivo incorporador de ar, variando o teor de ar incorporado, em um total de seis misturas cujas propriedades foram avaliadas tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Os resultados obtidos foram muito satisfatórios, considerando que dois dos traços de concreto autoadensável com incorporação de ar apresentaram propriedades mecânicas adequadas para utilização com função estrutural, apesar do alto teor de ar incorporado.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The use of self-compacting concrete is already widespread in civil construction, being used mainly in slender elements and/or with high reinforcement rates. Even so, the combined effects of self-compactability with some strategies for modifying the properties of the concrete are little known. This is the case with the air entraining admixture. Thus, the present paper seeks to evaluate the influence of air entrainment in the behavior of self-compacting concrete maintaining properties suitable for structural purposes. Some premises of interest were defined based on the use of the material for the construction of concrete walls cast in place. For this, two self-compacting concrete mixtures were produced without air entraining and strength classes of C25 and C40 and, from each of them, two other mixtures modified with air entraining admixture were produced, varying the entrained air content, in a total of six mixtures whose properties were evaluated in both fresh and hardened states. The results obtained were very satisfactory, considering that two of the self-compacting concrete mixtures with air entraining presented mechanical properties suitable for use with structural function, despite the high content of entrained air.

Resumo em Português:

RESUMO Esse trabalho mostra uma rota sintética mediada por tetraetilenoglicol (P. E. 325°C) em que utiliza o ácido túngstico, como material de partida. A formação de uma suspensão estável de cor azul foi observada durante o curso da reação. O tamanho das partículas depende do tempo de síntese, sendo que partículas de tamanho em torno de 400 nm foram obtidas após 15 minutos de reação em tetraetilenoglicol. Os materiais particulados foram então recozidos em diferentes temperaturas: 150°, 350°C, 500°C e 800°C, e caracterizados por TGA / DSC, DRX, FT-RAMAN, MEV, Espectroscopia óptica UV-VIS e adsorção de N2 a 77K. Observou-se que a síntese proporcionou WO3 sob fase ortorrômbica que evoluiu para monoclínica após tratamento térmico na temperatura igual ou superior a 350°C. A caracterização morfológica indicou a formação de partículas ovoides quando tratadas em temperaturas em torno de 500°C, temperatura a partir da qual a área superficial diminui drasticamente. A atividade fotocatalítica para a degradação de rodamina B (rhB, 10 mg.L-1) foi avaliada sob irradiação ultravioleta (6 Watts). Maior atividade foi encontrada para o material tratado a 500°C, sendo que descoramento foi total após 180 minutos na presença de 10 mg desse catalisador.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work shows a synthetic route mediated by tetraethylene glycol (P. E. 325 ° C) in which tungstic acid is used as the starting material. The formation of a stable blue suspension was observed during the course of the reaction. The size of the particles depends on the synthesis time, and particles of size around 400 nm were obtained after 15 minutes of reaction in tetraethylene glycol. The particulate materials were then annealed at different temperatures: 150 °, 350 ° C, 500 ° C and 800 ° C, and characterized by TGA / DSC, DRX, FT-RAMAN, MEV, UV-VIS optical spectroscopy and N2 adsorption at 77K. It was observed that the synthesis provided WO3 under orthorhombic phase that evolved to monoclinic after heat treatment at a temperature equal to or greater than 350 ° C. The morphological characterization indicated the formation of ovoids particles when treated at temperatures around 500 ° C, a temperature from which the surface area decreases dramatically. The photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B (rhB, 10 mg.L-1) was evaluated under ultraviolet irradiation (6 Watts). Greater activity was found for the material treated at 500 ° C, with total discoloration after 180 minutes in the presence of 10 mg of this catalyst.

Resumo em Português:

RESUMO Para estabelecer projetos mais eficientes e critérios construtivos adequados na área de pavimentação é indispensável o entendimento do desempenho dos materiais com relação aos métodos de dimensionamentos mecanístico-empírico. Este trabalho analisa as propriedades de Deformação Permanente (DP) e Módulo de Resiliência (MR) de solos utilizados em camadas de pavimentos para análises de diferentes tipos de dimensionamento, mecanístico-empírico e empírico de rodovias brasileiras. O método de ensaio para obtenção da DP foi o triaxial de carga repetidas de múltiplo estágios (RLT), com aplicação de 10.000 ciclos por estágio, e o dimensionamento mecanístico-empírico realizado pelo método MeDiNa, recém divulgado no Brasil, e pelo programa CAP 3D-D, que realiza análises numéricas de tensões e deslocamentos dos pavimentos propostos. Utilizou-se a técnica de Redes Neurais Artificiais (RNA) para o desenvolvimento dos modelos de previsão de DP. Os resultados mostraram que tanto o método de ensaio, quanto as equações de predição tiveram desempenho satisfatório na obtenção do comportamento da DP. Já os dimensionamentos realizados através dos métodos utilizados resultaram em estruturas distintas. Conclui-se que o modelo e a técnica de obtenção utilizada, bem como a metodologia de ensaio possuem grande potencial para caracterizar e modelar a DP de materiais granulares e que o Brasil deve investir cada vez mais no uso de métodos mecanístico-empírico para análise de pavimentos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In order to establish more efficient designs and adequate construction criteria in the paving area, it is essential to understand the performance of the materials in relation to the mechanistic-empirical dimensioning methods. This work analyzes the properties of Permanent Deformation (DP) and Resilience Module (MR) of soils used in pavement layers to evaluate different types of dimensioning, mechanistic-empirical and empirical of Brazilian highways. The test method for obtaining PD was the multi-stage repeated load triaxial (RLT), with the application of 10,000 cycles per stage, and the mechanistic-empirical dimensioning was performed using the MeDiNa method, recently disclosed in Brazil, and the CAP program 3D-D, which performs numerical analyzes of stresses and displacements of the proposed pavements. The technique used for the development of PD prediction models was Artificial Neural Networks (ANN). The results showed that both the test method and the prediction equations performed satisfactorily in obtaining the behavior of PD. The sizing performed using the methods used resulted in different structures. It is concluded that the model and the technique of obtaining used, as well as the test methodology have great potential to characterize and model the PD of granular materials and that Brazil should invest more and more in the use of mechanistic-empirical methods for analysis of pavements.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The hardfacing deposition with the GTAW process is widely studied with the addition of metallic powder or solid wire. This study introduces an original method, flux-cored-double-wire GTAW (FCDW-GTAW), where wires of different compositions are used simultaneously to deposit hardfacing. Because of the complexity in stabilizing the welding system, the combined effects of welding parameters should be investigated, allowing elaborate prediction models for the geometry and dilution of the deposits. These aspects are crucial for the target application, wear-resistant layers based on Fe-Cr-C composition, requiring a low-level of dilution and bead-geometry quality. Five parameters were chosen to model the deposition: the welding current, welding speed, standoff distance, torch angle, and wire feed pulse frequency. Therefore, using Response Surface Methodology with five factors at five levels to plan the experiments, thirty-two deposition conditions were necessary to model responses. Complete and reduced models were presented for width, reinforcement, penetration, and dilution responses. The reduced models showed a better prediction than the complete ones. The welding parameters’ interaction was identified for the reduced models, where the welding current and speed were influential in all responses. Results showed the possibility of obtaining good quality in the beads applying the FCDW-GTAW technique.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study evaluated the influence of different levels of power density on resin polymerization in the staining of composite resins. Thirty-six specimens were made with composite resin (Z350 3M ESPE) with cylindrical Teflon matrix (8 mm X 1 mm). The light curing was performed with different degrees of power density for each group (n=12): 300mW/cm², 700mW/cm² e 1000mW/cm². Afterwards, the specimens had their color checked, with the help of a spectrophotometer and immersed in coffee solution during 7 days. After, a new measuring was done (CIEL*a*b* color system). Results showed, for Δa, only G1000 group obtained a significantly lower value, and the same result was found in the evaluation of Δb. For ΔE and ΔL, no significant differences were found between groups. It is concluded that, low and medium power density entails more reddish and bluish composite resin, while the specimens submitted to high power density and then immersed in coffee did not present color change in a short term.

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RESUMO A substituição parcial de cimento por resíduos sólidos da geração termoelétrica, em formulações de argamassas, pode contribuir para preservação ambiental e para o desenvolvimento materiais de construção mais duráveis. Este estudo teve como objetivo avaliar a influência da substituição parcial de cimento Portland por cinzas volantes de carvão mineral e pelo subproduto da dessulfuração dos gases de combustão, nas propriedades de argamassas cimentícias. A metodologia experimental consistiu na caracterização dos resíduos por difração de raios-X, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e análise granulométrica das partículas. Foram preparados blocos cilíndricos de argamassa com dimensão de 50 x 100 mm e traço 1: 3: 0,48 (cimento: areia: água/cimento), conforme a NBR 7215. O cimento foi substituído, em massa, nas proporções de 6%, 16% e 26%. As resistências à compressão (NBR 7215) foram medidas aos 7, 14 e 28 dias de cura úmida. Complementarmente, realizou-se o ensaio de absorção de água por capilaridade (NBR 9722). Os resultados foram comparados com uma amostra de referência, isto é, sem os resíduos. Foi demonstrado que, mineralogicamente, as cinzas contêm mulita, quartzo (principalmente) e hematita e têm diâmetro médio de 42,19 µm. A morfologia das partículas é predominantemente esférica contendo algumas porosidades. O subproduto é um material rico em sulfato de cálcio e traços de quartzo com diâmetro médio de 17,8 µm sendo constituído por partículas aglomeradas com morfologia variada. Os resultados mostraram que a substituição de 6% em massa de cimento Portland por cinzas melhora o desempenho das argamassas quanto à resistência à compressão axial e absorção de água por capilaridade. Para as argamassas contendo o subproduto a melhoria nas propriedades mecânicas não foi evidenciada.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The partial cement replacement by solid wastes of thermoelectric generation in mortar formulations can contribute to environmental preservation and in a more durable materials building development. This study aimed to evaluate the influence of Portland cement partial replacement by coal fly ash and flue gas desulphurization by-product on the cementitious mortars properties. The experimental methodology consisted of the residues characterization by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy and particle size analysis. Cylindrical blocks of mortar with a 50 x 100 mm dimensions and a 1: 3: 0.48 trace (cement: sand: water/cement) were prepared according with NBR 7215 standard. Cement was replaced, by mass, in the proportions of 6%, 16% and 26%. Comprehensive strengths (NBR 7215) were measured at 7, 14 and 28 days of wet cure. In addition, water absorption by capillarity test was performed (NBR 9722). The results were compared with a reference sample, that is, without residues. It has been shown that, mineralogically, the ashes contain mulita, quartz (mainly) and hematite and have 42.19 μm average diameter. Particle morphology is predominantly spherical containing some porosities. The by-product is a material rich in calcium sulfate and quartz traces with 17.8 μm average diameter and consists of agglomerated particles with varied morphology. The results showed that the replacement of 6% Portland cement by ashes improves the performance of mortars in terms of axial comprehensive strength and capillarity water absorption. For the mortars containing the by-product, the improvement in mechanical properties was not evinced.

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RESUMO O presente estudo avaliou diferentes formulações de propelentes sólidos à base de PBLH/AP/Al modificados por dióis de cadeia curta, 1,4-butanodiol e 1,2-propanodiol, em diferentes concentrações mássicas, com intuito de obter propriedades mecânicas diferenciadas sem negligenciar os demais requisitos impostos, tais como processabilidade e propriedades balísticas, destas mesmas formulações. Neste sentido, desenvolveu-se uma metodologia de cálculo das formulações, onde o processamento das mesmas foi realizado em reator de pequeno porte. Com a intenção de avaliar a influência do teor mássico de plastificante empregado, também foi processada uma formulação, de maior teor de 1,4-butanodiol, com maior quantidade de plastificante. Para tanto, avaliou-se o perfil de viscosidade dinâmica pós-processamentos, a evolução da propriedade mecânica da dureza durante a cura e realizaram-se ensaios mecânicos de tração e dureza finais. Realizaram-se também ensaios de determinação de massa específica, Raio-X das amostras e bomba calorimétrica. Ficou evidente que formulações modificadas com 1,4-butanodiol são promissoras. Não obstante, não foi possível alcançar no presente estudo todos os requisitos esperados em um produto final para emprego imediato.

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ABSTRACT The present study evaluated different formulations of solid propellants based on HTPB / AP / Al modified by the short chain diols, 1,4-butanediol and 1,2-propanediol at different mass concentrations. In this context, this was done in order to obtain differentiated mechanical properties without neglecting the other imposed requirements, such as processability and ballistic properties. In this sense, a methodology for calculating the formulations was developed and their processing was carried out in a small reactor. Moreover, with a view to evaluating the influence of the mass content of plasticizer used, the formulation containing a higher content of 1,4-butanediol was also processed employing a greater amount of plasticizer. The post-processing dynamic viscosity profile and the evolution of the hardness during curing were evaluated, and a mechanical characterization was performed. In addition, a specific mass determination test, X-rays of samples and a calorimetric bomb test were carried out. Hence, it became evident that the formulations modified with 1,4-butanediol are promising. Nevertheless, it was not possible to achieve, in this study, all the requirements expected in a final product for immediate use.

Resumo em Português:

RESUMO O milho é bastante cultivado na região semiárida brasileira e contém alto valor energético na dieta animal. Sabendo disto, objetivou-se caracterizar diferentes classes genéticas de milho quanto ao seu potencial forrageiro nas condições semiáridas de Sergipe. Para isso, foram avaliados 36 genótipos em blocos incompletos em Látice quadrado reticulado 6x6, com duas repetições, na fazenda experimental da Embrapa – Semiárido, em Graccho Cardoso-SE. As variáveis analisadas foram: altura da planta, diâmetro do colmo, peso de planta, massa fresca, massa seca, porcentagem de massa seca e massa de forragem. Com os dados obtidos foi realizada análise de variância com auxílio do software SAS 9,4 e, para a geração dos componentes principais (CP) e gráficos, foi utilizado o software R com o pacote “GGEBiplotGUI”. Todas as variáveis apresentaram diferenças significativas entre classes genéticas. Os dois primeiros componentes principais contemplaram 83,9% da variação total. O autovalor do primeiro CP (CP1) foi de 4,11, considerado muito significativo, já que a soma de todos os autovalores foi de 6,99. A porcentagem de massa seca, diâmetro do colmo, peso de planta, massa fresca, seca e de forragem obtiveram maior capacidade de discriminar as classes genotípicas. Os híbridos intervarietais ficaram mais próximos do genótipo “ideal”. A maior correlação positiva foi entre massa de forragem e massa seca. Os híbridos simples e triplos destacaram-se individualmente na altura da planta e porcentagem de massa. A massa seca e de forragem obtiveram maiores médias em todas as classes, exceto nos híbridos simples. As variedades foram as menos estáveis nas avaliações. Os híbridos intervarietais apresentaram maior potencial forrageiro e os duplos, topcross e variedades maior variabilidade genética, as demais classes não são indicadas para agricultores de baixa e média tecnologia quando cultivados em região semiárida para forragem de milho.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Corn is widely grown in the semi-arid region and contains high energy value in the animal diet. Thus, the aim of this study was to characterize different genetic classes of maize cultivated for forage potential in the semiarid conditions the Sergipe. For this, 36 genotypes were evaluated in incomplete blocks in lattice square reticulate 6x6, with two replications, in the experimental farm of Embrapa - Semiárido, in Graccho Cardoso-SE. The variables analyzed were: plant height, stem diameter, plant weight, fresh weight, dry weight, percentage of dry weight and forage weight. With the data obtained was accomplished an analysis of variance with the help of software SAS 9,4 and, for generation the principal component analysis (PCA) and graphics, was used the software R with the package “GGEBiplotGUI”. All the variables showed significant differences between genetic classes. The first two main components included 83.9% of the total variation. The eigenvalues of the first PC (PC1) were 4,11, considering more significant, since the sum of all was of 6,99. The percentage of dry mass, stem diameter, plant weight, fresh, dry and forage mass obtained greater hability to discriminate genotypic classes. The intervarietal hybrids were closer to the “ideal” genotype. The greatest positive correlation was between forage weight and dry weight. The single and triple hybrids stood out individually in plant height and percentage of mass. The dry and forage mass obtained higher averages in all classes, except for simple hybrids. The varieties were the least stable in the evaluations. The intervarietal hybrids showed greater forage potential and the double, topcross and varieties had greater genetic variability, already to the genetic classes they are not indicated for farmers of low and mean tech in the semiarid region for forage of maize.

Resumo em Português:

RESUMO A exposição à radiação ionizante está mais presente na rotina da sociedade atual em consequência do avanço das práticas de saúde. Desta forma, deve-se atentar aos mecanismos de proteção radiológica de modo a minimizar a radiação absorvida pelos indivíduos, principalmente em unidades de saúde. Uma sala de radiologia deve contar com uma blindagem adequada, considerando materiais com densidade e espessura apropriados. Nesse contexto, este estudo propõe um concreto específico para construção de salas de radiologia, utilizando o sulfato de bário (barita) e a rocha de basalto em sua composição. O concreto possui uma densidade aparente média de 2,46 g/cm³, sendo classificado como normal, de acordo com sua densidade, evitando assim excessos de carregamento gerados pela sua estrutura. Nos testes de resistência à compressão axial característica (fck), o concreto atingiu o valor de 102,90 MPa, um aumento de 157% quando comparado ao fck para maior classe de agressividade ambiental (40 MPa), conforme estipulado pela NBR 6118. Para os ensaios de blindagem frente à radiação X, foram moldados 5 corpos de prova prismáticos de seção transversal 10 cm x 10 cm, com espessuras variando de 2 mm a 10 mm. A eficácia da blindagem foi aferida por uma câmara de ionização, posicionada abaixo dos corpos de prova, para diferentes valores de energia do feixe de raios X (60, 90 e 125 kVp). Os resultados indicam que mesmo para 125 kVp, um dos maiores valores utilizados na maioria dos equipamentos de radiologia, uma espessura de 16,70 mm é suficiente para barrar 95% da radiação X, conforme recomendado pela Portaria Federal n°453 da Anvisa. Esse conjunto de fatores, em especial a sua capacidade de blindagem, mostram que o concreto proposto é adequado para aplicações em blindagens de salas de radiologia.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Exposure to ionizing radiation is increasingly common in the routine of modern society, due to the advances in health practices. Thus, attention should be drawn to the mechanisms of radiological protection in order to minimize the radiation absorbed by individuals, especially in healthcare facilities. A radiology room must have adequate shielding, considering materials with the appropriate density and thickness. In this context, this study proposes a concrete specific for the construction of radiology rooms, using barium sulfate (barite) and basalt rock in its composition. The concrete has an average apparent density of 2.46 g/cm³, being classified as normal, according to its density, avoiding overload generated by its structure. During resistance to axial compression characteristic (fck) tests, the concrete reached the value of 102.90 MPa. This value represents an increase of 157% when compared to fck for a higher class of environmental aggressiveness (40 MPa), as provided in NBR 6118. For the radiation shielding tests, 5 prismatic samples with area 10 cm x 10 cm, and thicknesses varying from 2 mm to 10 mm, were molded. The shielding efficiency was measured by an ionization chamber, positioned below the samples, for different energy values of the X-ray beam (60, 90 and 125 kVp). The results indicate that even for 125 kVp, one of the highest values used in most radiology equipment, a thickness of 16.70 mm is sufficient to block 95% of X-radiation, as recommended by the Federal Ordinance No. 453 of Anvisa. This set of factors, in particular its shielding capacity, shows that the proposed concrete is suitable for applications in radiology room shielding.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The use of nanomaterials in concrete has shown promise, and the use of several types in cementitious compounds has been found to guarantee greater physical–mechanical properties and improvements in microstructure. The use of mineral admixtures, such as silica fume, ensures the improvement of the interfacial transition zone (ITZ) between aggregate and paste in high-performance concrete (HPC). Thus, this work evaluates the performance of superplasticizer additive with colloidal nanosilica suspension and slurried silica fume with HPC and its macro- and micro-structural properties. The mechanical (i.e., compressive strength and elastic modulus) and microstructural properties via (scanning electron microscopy and X-ray micro tomography) of concretes with 1.5 and 3% nanosilica and 5 and 10% silica fume included in the evaluation methods in this study. The results indicate that, with the use of mineral admixtures, the compressive strength and elastic modulus of concrete increased significantly. The concrete with the use of 10% silica fume and 3% nanosilica resulted in a showed an increased strength over 75% at 28 days. Besides that, for same w/b = 0.35 the elastic modulus increased by 36% compared with the reference concrete. The microstructural investigations show that the nanosilica and silica fume led to a densification of microstructure, which is responsible for the improvement of HPC performance.

Resumo em Português:

RESUMO Pirólisis de aerosol en llama (FSP), es una de las metodologías más prometedoras en la producción de nanopartículas a gran escala, dado su potencial de escalamiento y producción en continuo. Este artículo aborda los fenómenos químicos y físicos ocurridos durante el proceso, desde la preparación de la solución de precursores, los procesos de transformación en la llama y la formación de nanopartículas, los cuales permiten explicar las propiedades de los productos de reacción. Finalmente, se presenta el equipo de síntesis, sus componentes y la importancia del diseño del equipo sobre las propiedades de los materiales.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Flame Spray Pyrolysis (FSP) is one of the most promising methodologies in large-scale nanoparticle production, given its potential for scaling and continuous production. This review addresses the chemical and physical phenomena that occur during the process, from the preparation of the starting solution, the transformation processes in the flame and the formation of nanoparticles, allowing to explain the properties of the products. Finally, the synthesis setup, its components, and the importance its design on the properties of materials are presented.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Vanadium dioxide (VO2) is a typical representative of the strongly correlated electronic system. It presents a reversible first-order metal-insulator transition once stimulated by temperature, voltage, light, or pressure. The insulation-metal phase transition (MIT) makes it a new type of functional material with excellent potential applications in many fields. In this paper, magnetron sputtering technology and the "two-step method" process are used to prepare the VO2 films with phase transition properties. The results show that after the classic V film is processed for more than 100 minutes in air, and annealed in N2 atmosphere for 150 minutes, the VO2 (M) can be obtained with a resistance change rate more than three orders of magnitude. The study of the resistance change under the action of temperature and voltage found that the temperature of the heating and cooling phase transition are 67.4ºC and 62.8ºC respectively, and the hysteresis width is 4.6ºC. The relationship between phase transition voltage and ambient temperature is presented based on the heat dissipation model. It is found that Joule heating plays a significant role in the electro-induced phase transition of VO2. Furthermore, the ambient temperature has an obvious regulation effect on the phase transition voltage of VO2 film. The research results can provide efficient guidance to the preparation of VO2 film and the application and regulation of electro-induced phase transition.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Se reportan películas delgadas de ZnO y ZnO-Cu con espesores entre 220-630 nm aproximadamente y bien adheridas sobre sustratos de vidrio. La síntesis se llevó a cabo por el proceso sol gel a temperatura ambiente y depositadas mediante la técnica de centrifugado. Todas las películas de ZnO y ZnO-Cu obtenidas, presentan luminiscencia en el rango ubicado entre 520 - 550 nm con intensidades que están relacionadas al número de capas depositadas sobre el sustrato. Sin embargo, la incorporación del Cobre intensifica la emisión de fotoluminiscencia en el rango visible. La disminución en la emisión en UV del ZnO (380 nm) se atribuye a la recombinación no radiativa del proceso causado por los átomos de Cu. Por DRX, se comprobó que la incorporación de iones de Cu a la solución precursora no afectó de manera significativa la estructura cristalina de las películas (wurtzita). El análisis por espectroscopía Raman de las películas, reporta la emisión en el modo Bg y Bu' ubicado en 327 y 466 cm-1, que corresponde a CuO. Los anillos de SAED de las imágenes HRTEM de las películas de ZnO-Cu presentan difracción de CuO en el plano (020) y se corroboran los resultados mostrados en la espectroscopía Raman. Estos materiales así obtenidos, pueden tener aplicaciones en el desarrollo de dispositivos ópticos y energéticos para su uso en pantallas luminiscentes y contribuir a la generación de innovación en materiales con uso de tecnología verde.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Thin films of ZnO and ZnO-Cu are reported with thicknesses between 220-630 nm approximately and well adhered on glass substrates. The synthesis was carried out by the sol gel process at room temperature and deposited using the spin coating technique. All ZnO and ZnO-Cu films obtained have luminescence in the range between 520 - 550 nm with intensities that are related to the number of layers deposited on the substrate. However, the incorporation of Copper intensifies the emission of photoluminescence in the visible range. The decrease in the UV emission of ZnO (380 nm) is attributed to the non-radiative recombination of the process caused by the Cu atoms. By XRD, it was found that the incorporation of Cu ions to the precursor solution did not significantly affect the crystalline structure of the films (wurtzite). The Raman spectroscopy analysis of the films reports the emission in the Bg and Bu' mode located at 327 and 466 cm-1, which corresponds to CuO. The SAED rings of the HRTEM images of the ZnO-Cu films have CuO diffraction in the (020) plane and confirm the results shown in Raman spectroscopy. These materials, thus obtained, can have applications in the development of optical and energy devices for use in luminescent screens and contribute to the generation of innovation in materials using green technology.

Resumo em Espanhol:

RESUMO A composição química das cerâmicas tem grande importância no entendimento das propriedades químicas e físicas desse material. Neste trabalho foram realizadas caracterizações química e mineralógica de misturas de argilas, incorporando um resíduo proveniente de uma indústria siderúrgica, para aplicar na produção de cerâmica. Dois tipos de argila foram misturados na proporção de 1:1 e o resíduo foi adicionado nas proporções de 5%, 10%, 15% e 20%. Avaliou-se a composição química de cada material puro e a composição mineralógica foi analisada após a etapa de queima, na qual 5 corpos de prova foram submetidos a uma temperatura de 800 °C. A caracterização foi realizada com os ensaios de Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), Termogravimetria (TG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). A FRX mostrou os óxidos de silício (SiO2) e alumínio (Al2O3) como principais componentes das argilas e os óxidos de ferro (T-Fe, teor de ferro) como principais componentes do resíduo. A DRX mostrou o quartzo como o mineral mais abundante nas argilas, mas que à medida que a concentração de resíduo aumentava na amostra, aumentava também o teor de hematita, principal mineral encontrado no resíduo. A TG e a DSC confirmaram picos esperados nas argilas e identificou uma reação exotérmica nas amostras com resíduo. O aumento do percentual de resíduo provocou alterações na composição química das amostras, no entanto, não foram alterações significativas, o que indica a possibilidade do uso desse resíduo na produção de cerâmica vermelha.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The chemical composition of ceramics has a deep impact on our understanding of their physical and chemical properties. This work performed a chemical and mineralogical characterization of clay mixtures with incorporation of a residue from the steel industry. The clay mixtures could be used in the brick production. Two types of clays were mixed with the proportion of 1:1 and the residue were incorporated with the proportions of 5%, 10%, 15%, and 20%. Each material had their chemical composition analysed before the burning step. Five specimens were used to analyse their mineralogical composition after the burning step at the temperature of 800 °C. The tests performed to make the characterization were: X-Ray Fluorescence (XRF), X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetry (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The XFR analysis showed that the main components of the clays are the silicon oxide (SiO2) and the aluminium oxide (Al2O3), and for the residue, the main components are the iron oxides, represented by iron content (T-Fe). The XRD analysis showed the quartz as the most abundant mineral in clays, but that hematite, the most abundant mineral in the residue, appeared more as the amount of residue increased in the sample. Thermal Analysis confirmed the expected peaks in clays and identified an exothermic reaction in the sample with residue. The increase in the percentage of residue caused changes in the chemical composition of the samples, however, these variations were not remarkable, which suggests the red clay industry could add the residue in its production.

Resumo em Português:

RESUMO Este estudo avaliou a adsorção de tartrazina em biocarvão (BCA) produzido a partir de lodo biológico de um sistema de tratamento de efluentes e ativado com ácido fosfórico e assistido por energia de micro-ondas. A caracterização da superfície do BCA demonstrou predominância de grupos hidroxilas (-OH) pertencentes a grupos funcionais ácidos carboxílicos. A adsorção foi estudada em ensaios de batelada avaliando o pH, cinética e capacidade de adsorção. A remoção da tartrazina foi favorecida em pHs ácidos. Nos ensaios cinéticos o equilíbrio ocorreu em 210 minutos com máxima adsorção de 9,87 mgg-1, enquanto que o ajuste aos modelos de pseudossegunda ordem, Elovich e intrapartícula demonstraram predominância do mecanismo de quimissorção, heterogeneidade energética da superfície e adsorção envolvendo mais do que um mecanismo de transferência de massa. Os resultados do ensaio de isoterma foram ajustados aos modelos de Freundlich, Temkin e Dubinin Raduskevich que indicaram pequena afinidade entre adsorvente e adsorbato, energia livre aparente de 763,3 kJmol-1 e diminuição linear do calor de adsorção com a cobertura da superfície do adsorvente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study assessed tartrazine adsorption on biochar (BCA) produced from biological sludge of an industrial wastewater treatment system and activated with phosphoric acid and assisted by microwave energy. Characterization of BCA surface showed prevalence of hydroxyl groups (-OH) of carboxylic acid functional groups. Adsorption was studied in batch tests assessing pH, kinetic and adsorption capacity. Tartrazine adsorption was enhanced in acidic pH. In the kinetic tests, equilibrium occurred in 210 min with maximum adsorption of 9.87 mmg-1, while model fitting to models of second order, Elovich and intraparticle showed prevalence of chemisorption mechanism, surface energetic heterogeneity and adsorption involving more than one mass transfer mechanism. Results of isotherm test were adjusted to Freunlich, Temkin and Dubinin Raduskevich models, that showed little affinity between adsorbent and adsorbate, apparent free energy of 763.3 kJmol-1 and linear decrease of adsorption heat with the surface of the adsorbent.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho verificou a dependência das propriedades físicas e mecânicas com a composição química de várias argilas vermelhas do Estado da Bahia. Preservou-se a granulometria dos materiais em peneiras de até 30 mesh. Para caracterização físico-química e mecânica foram realizados os ensaios: limite de plasticidade, limite de liquidez, índice de plasticidade, coloração subsequente à queima em 900/1000/1100 °C, retração linear, módulo de tensão de ruptura, determinação de água de absorção, distribuição granulométrica, umidade natural e perda de massa ao fogo (modo flamejante). Em paralelo empregou-se a técnica de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado – ICP – OES, Modelo Perkin Elmer Optima 8300 para determinação da composição química das argilas. Os resultados evidenciaram a dependência das propriedades com a composição química das argilas de forma sinergética e conciliativa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work verified the dependence of the physical and mechanical properties with the chemical composition of several red clays in the State of Bahia. The granulometry of the materials was preserved in screens up to 30 mesh. For physical-chemical and mechanical characterization, the following tests were performed: plasticity limit, liquidity limit, staining after burning at 900/1000/1100 °C, linear retraction, rupture stress module, determination of absorption water, particle size distribution, natural moisture, and loss of mass to fire (flaming mode). In parallel, the technique of Optical Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma - ICP - OES, Model Perkin Elmer Optima 8300 was used to determine the chemical composition of the clays. The results showed the dependence of properties on the chemical composition of clays in a synergistic and conciliatory way.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Ta1-xZrxN thin films were deposited by reactive magnetron sputtering aiming to investigate the influence of zirconium addition on the microstructure, hardness and high temperature oxidation resistance of the coatings. GAXRD showed that all Ta1-xZrxN thin films maintained ZrN crystalline structure, forming a TaZrN solid solution. Zr incorporation did not alter hardness values of Ta1-xZrxN coatings, however, promoted significant improvements in the oxidation resistance when compared to pure TaN thin films.

Resumo em Português:

RESUMO Filmes de estanho/óxido de zinco foram depositados em óxido condutor transparente por banho químico, a porcentagens de 5, 10 e 15% de estanho (Sn) na estrutura de óxido de zinco (ZnO). Todos os filmes foram tratados termicamente para melhorar sua cristanilidade. Os filmes produzidos foram caracterizados por difração de raios x e medidas ópticas, como absorbância, transmitância e reflectância. O espectro de raios x mostrou a formação de ZnO na forma de wurtzite e os tamanhos dos cristalitos foram de 53,74; 79,59 e 66,38 nm para os fotoanodos a 5, 10 e 15% de estanho (Sn), respectivamente, na estrutura do óxido de zinco. Os valores calculados para a energia de banda proibida dos filmes revelaram que a presença de estanho pode reduzir o valor da energia até aproximadamente 3,2 eV. Esses filmes foram usados como fotoanodos em células solares sensibilizadas por corante (CSSC) para observar os efeitos do estanho (Sn) na atividade fotovoltaica do semicondutor de óxido de zinco (ZnO). Parâmetros como eficiência e densidade de corrente de curto- circuito foram particularmente afetados pela presença de estanho na composição, com o filme de ZnO a 5% de Sn apresentando os melhores resultados de 7,56% de eficiência e 34,35 mA/cm2 de densidade de corrente de curto-circuito, os demais filmes apresentaram menores valores para a eficiência, o que pode ser atribuído aos menores valores alcançados para a corrente de curto circuito.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Tin Zinc Oxide thin films were deposited on transparent conductive oxide by chemical bath, at percentages of 5, 10 and 15% of tin (Sn) on the zinc oxide (ZnO) structure. All films were thermally treated to improve its crystallinity. The produced films with tin were characterized by x-ray diffraction and optical measurements, such as absorbance, transmittance and reflectance. The x-ray spectrum showed the formation of the ZnO wurtzite and the crystallite size of the films were calculated to be 53.74; 79.59 and 66.38 nm for the photoanodes at 5, 10 and 15% of tin (Sn), respectively, on the zinc oxide structure. The calculated band gap energy of the films revealed that the presence of tin can reduce the band gap energy to about 3.2 eV. Those films were used as photoanodes on dye sensitized solar cells (DSSC) to observe the effects of the tin (Sn) on the photovoltaic activity of the zinc oxide (ZnO) semiconductor. Parameters such as efficiency and short circuit current density were particularly affected by the presence of tin in the composition, with the 5% Sn ZnO film presenting the best results of 7.56 % efficiency and 34.35 mA/cm2, short circuit current density, the other films presented lower values for efficiency, which can be attributed to lower values of short-current density.

Resumo em Português:

RESUMO A cinza de bagaço de cana-de-açúcar é um subproduto oriundo do processo de cogeração de energia elétrica. Este resíduo é composto principalmente por sílica, desta forma, podendo ser reutilizado como agregado e/ou como aglomerante em matrizes cimentícias. O presente trabalho tem como objetivo principal analisar as propriedades físico-químicas da cinza do bagaço de cana-de-açúcar, quando calcinada em diferentes temperaturas, visando a sua aplicação como aglomerante em uma matriz sustentável. O resíduo (bagaço de cana-de-açúcar) utilizado na presente pesquisa, foi coletado no município de Porto Xavier, localizado no estado do Rio Grande do Sul. Para a análise, o resíduo foi separado em quatro amostras e então calcinado em uma mufla com temperatura controlada, sendo respectivamente: 500°C, 600°C, 700°C e 800°C, por um período de uma hora. O processo de calcinação do resíduo tem como finalidade a remoção da matéria orgânica presente. Para a análise das propriedades físico-químicas das amostras, utilizou-se as técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), reatividade pozolânica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados indicam um maior grau de amorfismo na amostra calcinada a 500 °C e maior grau de cristalinidade em 800°C. Se mostrando um material com ótimas características para o uso na produção de aglomerantes sustentáveis.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Sugarcane bagasse ash is a by-product from the electricity cogeneration process. This residue is mainly composed of silica, so it can be reused as an aggregate and / or as a binder in cementitious matrices. The present work has as main objective to analyze the physicochemical properties of the sugarcane bagasse ash, when calcined at different temperatures, aiming at its application as a binder in a sustainable matrix. The residue (sugarcane bagasse) used in the present study was collected in the municipality of Porto Xavier, located in the state of Rio Grande do Sul. For the analysis, the residue was separated into four samples and then calcined in a muffle with controlled temperature, respectively: 500°C, 600°C, 700°C and 800°C, for a period of one hour. The residue calcination process aims to remove the organic matter present. For the analysis of the physical-chemical properties of the samples, the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), pozzolanic reactivity and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used. The results indicate a higher degree of amorphism in the sample calcined at 500°C and a greater degree of crystallinity at 800°C. Showing a material with great characteristics for use in the production of sustainable binders.

Resumo em Português:

RESUMO Este estudo analisou, por meio de ensaios de resistência de união ao cisalhamento e microcisalhamento, os tipos de fraturas e verificou a distribuição de tensões na interface por método de elementos finitos. Os modelos foram compostos por dentina, adesivo e resina composta. Como simplificação da metodologia, os materiais foram considerados elástico-lineares e isotrópicos. Dois modelos bi e tridimensionais foram criados para ambos os ensaios; e as forças aplicadas nos testes foram 50 N para cisalhamento e 15 N para microcisalhamento. O critério de falha abordado foi o de Mohr-Coulomb que descreve a resposta de materiais frágeis, portanto as análises se deram em relação à σ1, σ3 e τmáx.. As tensões máximas de cisalhamento foram comparadas com as tensões nominais dos modelos e observou-se que o modelo de cisalhamento apresenta uma maior variação se comparado ao microcisalhamento, outro ponto importante levantado é que a distribuição de tensões no modelo bidimensional é semelhante ao modelo tridimensional, sendo assim, o modelo pode ser simplificado a uma análise bidimensional nesse aspecto. Embora sejam aplicados esforços cisalhantes, o material falha por tração, fator observado quando analisamos o ensaio de cisalhamento. Ao se analisar graficamente o critério de falha Mohr-Coulomb modificado pôde-se observar possível falha coesiva da dentina para ensaios de cisalhamento e falha adesiva para os ensaios de microcisalhamento, e também os valores de τnom estiveram mais próximos da faixa de τmáx para os ensaios de microcisalhamento. Sendo assim, o estudo permite concluir que a metodologia desenvolvida de resistência adesiva para o ensaio de microcisalhamento é validada pela simulação computacional.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study analyzed by means of conventional shear and microshear bond strength tests types of fractures and it verified stress distribution in the interface by finite element method. The models were composed of dentin, adhesive and composite resin. As simplification of the methodology the materials were considered elastic-linear and isotropic. Two and three-dimensional models were created for both tests and the forces applied in the tests were 50 N for shear and 15 N for microshear. The failure criterion approached was Mohr-Coulomb that describes the response of fragile materials, so the analyses were given in relation to σ1, σ3 e τmáx.. The maximum shear stresses were compared with the nominal stresses of the models and it was observed that the shear model has a greater variation compared to microshear. Another important point raised is that tensions distribution in the two-dimensional model is similar to the three-dimensional model, thus, the model can be simplified to a two-dimensional analysis in this aspect. Although shear stresses are applied, the material failed by traction, a factor observed when analyzing the shear test. By graphically analyzing the modified Mohr-Coulomb failure criterion, it was possible to observe a cohesive dentin failure for shear test and adhesive failure for microshear test, and also the τnom values were closer to τmáx microshear test. Thus, the study allows the conclusion that the methodology developed of adhesive resistance for the microshear test is validated by computational simulation.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Concrete is the most used construction material and thus, being the cement a significant part of this material, it is also widely used around the world. Cement production is responsible for more than 5% of global CO2 emissions, which has been continuously increasing. A solution to reduce the cement content in concretes without loss of performance is thorough the particle packing optimization. This work uses practical numerical simulations through linear programming and the modified Andreasen & Andersen model to reduce the void content of aggregate mixtures and produce concretes with superior and intermediate packing levels. A broad range of distribution modulus “q” values were tested. Deviations between the particle size distribution (PSD) curves were calculated in each step of the process. In this study, mixtures with the smallest deviations – experimental PSD curves closer to the mathematical packing model – did not present the lowest void contents. The distribution modulus “q” directly affects the fine aggregate content in the mixtures: lower q values favors higher fine aggregate contents. For concrete granular skeletons composed by sand and gravel, there is a q value below which sand is the top deviation contributor and above which gravel is the top deviation contributor. Moreover, there is a limit to the distribution modulus after which the void content of aggregate skeletons tends to increase. In this study, that was 0.30. Concretes with superior packing (S concrete) and with the lowest distribution factor (q = 0.25) showed better performance in relation to the other studied concretes, with a higher compressive strength at 91 days and with a binder intensity around 6 at 28 days and below 5 at 91 days.

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RESUMEN La energía solar es una de las tecnologías más prometedoras y desarrolladas de los últimos años, debido a su alta eficiencia y bajo costo. En este sentido, las celdas solares de tipo perovskita han sido el foco de atención de la comunidad científica mundial. El objetivo principal de este trabajo es presentar un análisis de diversas investigaciones reportadas sobre la síntesis y desarrollo de películas fotoactivas de perovskita ABX3 para celdas solares, con énfasis en el efecto que la temperatura y la humedad tienen sobre la estabilidad de su estructura química y cristalina de la perovskita inorgánica ABX3. En cuanto a la estructura de las celdas fotovoltaicas basadas en perovskitas inorgánicas tipo ABX3, se presenta un análisis sobre los materiales de los que están conformadas y sobre la mejora de la eficiencia (PCS), factor de llenado (FF), densidad de corriente a corto circuito (Jsc) y del voltaje a circuito abierto (Voc) de estos dispositivos. A manera de conclusión, se presenta una relación de los métodos, variables de síntesis y tipo de perovskita inorgánica utilizados para el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos con las mejores eficiencias; también se resaltan las tendencias hacia las que se dirige esta área importante de la ciencia.

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ABSTRACT Solar energy is one of the most promising and developed technologies in recent years, due to its high efficiency and low cost. Perovskite-type solar cells have been the focus of attention by the world scientific community. The main objective of this article is to present an (PSCs) analysis of the various investigations reported on the development of ABX3 inorganic halide perovskite-based solar cells, with emphasis in the effect that temperature and humidity have on their chemical and crystal structure stability. The main methods that are used to obtain ABX3 inorganic halide perovskites are also presented and analyzed. An analysis about the structure of these photovoltaic cells and how to improve their efficiency (PCS), fill factor (FF), short circuit current density (Jsc) and open circuit voltage (Voc) of these devices is presented. As a conclusion, a relationship of the methods, synthesis variables, and type of inorganic halide perovskite used for the development of devices with the best efficiencies is presented; the trends towards which this area of science is heading are also highlighted.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The modulus of elasticity of concrete is often calculated as a function of the compressive strength, and as a deterministic value. However, variations in the aggregates properties may result in module values different than those estimated, which may lead to excessive deformation and eventual instability of the structure. In this work, the influence of the coarse aggregate batch variation on the variability of the modulus of elasticity of the concrete was investigated. Three different aggregate sources (one of granite origin and two of gneiss origin), three water/cement ratios (w/c) and five different batches of each aggregate were investigated. The compressive strength and static modulus of elasticity of the concretes were determined at 28 days. The analysis of variance (ANOVA) showed that the variable "batch" had a significant influence on the modulus of elasticity of the concrete, indicating that this property is a probabilistic variable indeed. The normality of the distribution of its values was attested, and values of characteristic modulus of elasticity were proposed, which were from 6 to 10% lower than the mean values. In addition, the use of gneissic aggregates led to modulus of elasticity values 30% higher than those of the concretes with granitic aggregates and equivalent compressive strengths, while the reduction of the w/c ratio from 0.71 to 0.46 increased the modulus of elasticity in about 5%.

Resumo em Português:

RESUMO O método da maturidade é um procedimento que associa a evolução da temperatura do concreto e o avanço de suas propriedades no estado endurecido, como a resistência à compressão, geralmente em idades iniciais. Sua aplicação é justificada quando se requer segurança e agilidade para tarefas de construção, como a protensão, a remoção do escoramento, o desmolde e a cura de concreto em baixas temperaturas. As regiões de clima temperado são conhecidas por apresentar temperaturas mais baixas durante o inverno, o que pode retardar o ganho de resistência do concreto. Este estudo aplicou o método de maturidade em uma estrutura de concreto armado localizada no Sul do Brasil, em uma construção industrial. Se observou que o concreto, do qual se esperava o alcance de 30 MPa aos 28 dias, chegou a alcançar 70% da resistência com 8,5 dias para a laje 1 e em 4,4 dias para a laje 2, sendo possível mensurar tal propriedade utilizando o método da maturidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The maturity method is a procedure that associates the evolution of the temperature of concrete cast to the structure and the evolution of its hardened state properties like compressive strength, usually at early ages. Its use is justified when safety and agility are required for activities like prestressing, shoring removal, demolding and low temperature concrete curing analysis. Temperate regions are known for having lower temperatures during the winter, which can delay concrete strength gains. The aim of this study was to apply the maturity method to a reinforced concrete structure located in Southern Brazil in industrial construction. It was noted that the concrete, despite being expected to reach 30 MPa at 28 days, managed to reach 70% of the strength at 8.5 days for slab 1. Slab 2, whose function was to support garners 4, 5 and 6, presented the data at 4.4 days, it being possible to measure such property using the maturity method.

Resumo em Português:

RESUMO O concreto autoadensável (CAA) tem sido produzido por diferentes métodos de dosagem. Alguns são baseados na determinação da pasta e do esqueleto granular para o alcance da autoadensabilidade. A busca por empacotamento de agregados com baixo índice de vazios, que leva a uma redução do volume de pasta, tem sido o ideal, mas este modelo pode não ser o melhor para o CAA. Sistemas de partículas com reduzidos vazios e teor de pasta pode comprometer a autoadensabilidade do CAA. Por outro lado, composições de agregados com dosagens igualitárias entre partículas grossas e finas têm sido proposto com sucesso. Neste contexto, o artigo visa analisar composições de agregados com dosagens de agregados graúdos e miúdos equiparados, avaliando suas distribuições granulométricas contínuas e descontínuas, além de determinar parâmetros de graduação, que possam influenciar e contribuir para o alcance da autoadensabilidade do CAA. As propriedades de autoadensabilidade foram verificadas pelos testes de espalhamento, índice de estabilidade visual (IEV), funil V e caixa L. As propriedades determinadas no estado endurecido foram: resistência à compressão, módulo de elasticidade estático, absorção de água por imersão, índice de vazios e massa específica. Para isso, foram utilizados corpos-de-prova cilíndricos (10 cm x 20 cm). Os resultados desta pesquisa mostraram que os parâmetros de graduação de agregados, obtidos para cada proporção e distribuição granulométrica das composições de agregados estudadas, ressaltaram o efeito da presença de diâmetros de partículas miúdas em relação às partículas graúdas, podendo-se perceber a contribuição desses parâmetros na obtenção de distribuições contínuas e descontínuas mais fechadas para concreto autoadensável em atendimento às propriedades no estado fresco e endurecido.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The self-compacting concrete (SCC) has been produced by different dosage methods. Some are based on the determination of paste and granular skeleton to achieve self-compactability. The search for aggregate packing with low voids content, which leads to a reduction in the paste volume, has been ideal. However, this model may not be the best for SCC. Particle systems with reduced voids and paste content can compromisse SCC self-compactability. On the other hand, compositions of aggregates with equal dosages between coarse and fine particles have been successfully proposed. In this context, the article aims to analyze aggregate compositions with dosages of similarly of coarse and fine aggregate, evaluating their continuous and discontinuous particle size distributions, in addition to determining graduation parameters, which can influence and contribute to the achievement of SCC self-compactability. The self-compacting properties were verified by the slump flow, visual stability index (VSI), V-funnel and L-box tests. The properties determined in the hardened state were: compressive strength, static elasticity module, water absorption by immersion, voids content and specific mass. For this, it were used especimes cylinders (10 cm x 20 cm). The results of this article showed that the graduation parameters of aggregates, obtained for each proportion and particle size distribution of the studied aggregate compositions the effect of the presence of fine particle diameters in relation to large particles, which can be clearly seen. the contribution of these parameters in the continuous and discontinuous distributions more closed for self-compacting concrete in compliance with the properties in the fresh and hardened state.

Resumo em Português:

RESUMO Diversos estudos comprovam a viabilidade da incorporação de resíduos da construção civil no concreto, porém existem lacunas em relação a pesquisas sobre a inserção do resíduo de arenito Botucatu e, nesse sentido, este estudo se propõem a analisar o comportamento físico em concreto estrutural. A construção civil utiliza recursos naturais finitos e a inserção dos rejeitos de Botucatu como substituição do agregado natural pode ser conveniente. Nesta análise, os resíduos de arenito foram caracterizados e selecionados para utilização em dosagens de concreto, com proporções de substituição parcial em 10%, 20% e 30% de agregado miúdo. Foram determinados o desempenho no estado fresco quanto ao abatimento. No estado endurecido, foram determinadas, na idade de 28 dias, absorção de água, massa específica e resistência à compressão. Esta por último apresentou valor potencial, respectivamente, conforme proporção de substituição parcial 32,6; 28,6; 30,8 e 29,6 MPa. Observou, de modo estatístico, que a substituição do agregado miúdo, até o teor de 30%, se manteve constante no comportamento físico do concreto estrutural.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Several studies prove the feasibility of incorporating waste from civil construction into the concrete, but there are gaps in relation to research on the insertion of Botucatu sandstone waste and, in this sense, this study aims to analyze the physical behavior in concrete structural. Civil construction uses finite natural resources and the insertion of Botucatu tailings as a replacement for the natural aggregate may be convenient. In this analysis, the sandstone residues were characterized and selected for use in concrete dosages, with proportions of partial substitution in 10%, 20% and 30% of fine aggregate. Performance in the fresh state for slump was determined. In the hardened state, water absorption, specific mass and resistance to compression were determined at the age of 28 days. This last one presented potential value, respectively, according to the proportion of partial substitution 32,6; 28.6; 30.8 and 29.6 MPa. It was observed, in a statistical way, that the replacement of the fine aggregate, up to 30% content, remained constant in the physical behavior of the structural concrete.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Adhesive joints are often used in several areas, including offshore systems and automobiles. The development of suitable models to predict the joint behavior has several challenges, especially due to creep phenomena. The aim of this study is to investigate the creep lifetime of single lap joints considering two different adhesives (epoxy and polyurethane). Long-term tests are performed using a pneumatic creep equipment (PCE). The parameters to the creep model are obtained for each adhesive, where load and life span are related. The models obtained and the times of joints life span are compared with two other adhesives previously studied. The results confirm that the knowledge of the lap shear strength value is just a reference to the designer, however experimental tests in creep for each different adhesive is necessary. The comparison between the joints bonded with two different epoxies shows similar results, what was demonstrated by the similar curves obtained by the models. The comparison between polyurethane adhesives did not show similar behavior in the curves obtained from the models, especially in the time of life span.

Resumo em Português:

RESUMO Cinzas da queima do bagaço de cana-de-açúcar são materiais renováveis alternativos no desenvolvimento de produtos sustentáveis na construção civil. Contêm alto percentual de sílica, sendo úteis como material de preenchimento físico ou pozolânico. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivo realizar um estudo prospectivo sobre as argamassas cimentícias contendo cinzas do bagaço de cana-de-açúcar, considerando a substituição parcial tanto da areia quanto a do cimento. O estudo foi realizado através de uma revisão de literatura (artigos e patentes) até março de 2021. A busca por artigos foi realizada nas bases de dados Scopus, Web of Science e Scielo e, para patentes, Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), do Brasil, Patentes Públicas da América Latina e Espanha (LATIPAT), United States Patent and Trademark Office, Espacenet e Patentscope. Foram utilizadas as seguintes palavras-chave: mortar, bagasse, ash and sugarcane. Para as bases de dados INPI e LATIPAT, as mesmas palavras em português. Por meio desta metodologia de busca foram obtidos 427 artigos científicos e 12 patentes. Após análise criteriosa destes documentos, foram selecionados 34 artigos e nenhuma patente pertinente ao tema proposto. Nessas referências, as cinzas do bagaço da cana-de-açúcar foram utilizadas em substituições de 7,5-40% para areia e 5-20% para cimento. As cinzas contribuíram para melhorar as propriedades reológicas, mecânicas e de durabilidade das argamassas de cimento, sendo que as substituições por cimento são as mais usadas. Os artigos destacaram que diferentes tipos de tratamentos empregados para as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar melhoram sua pozolanicidade. O reaproveitamento desses resíduos agroindustriais é uma estratégia interessante e promissora para contribuir com a sustentabilidade ambiental, além de poder elaborar produtos da construção civil com propriedades superiores àqueles sem presença de cinzas, e a baixo custo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Sugarcane bagasse burning ashes are alternative renewable materials in the development of sustainable products in civil construction industry. They contain a high percentage of silica, being useful as filler or pozzolanic material. In this context, this work aimed to carry out a prospective study on cementitious mortars containing sugarcane bagasse ashes considering both sand and cement partial replacement. The study accomplished a literature review (articles and patentes) until March 2021. The search for articles was carried out in the Scopus, Web of Science and Scielo databases, and for patents, National Institute of Industrial Property (INPI), from Brazil, Public Patents in Latin America and Spain (LATIPAT), United States Patent and Trademark Office, Espacenet and Patentscope. The following keywords were used: mortar, bagasse, ash and sugarcane. For the INPI and LATIPAT databases the same words in Portuguese. Through this search methodology, 427 scientific articles and 12 patents were obtained. After a careful analysis of these documents, 34 articles and no patent relevant to the proposed theme were selected. In these references, sugarcane bagasse ashes were used in replacements of 7.5-40% for sand and 5-20% for cement. The ashes contributed to improve the rheological and mechanical properties and durability of cement mortars, with cement replacements being the most used. The articles highlighted that different types of treatment used for sugarcane bagasse ashes improved their pozzolanicity. The reuse of these agro-industrial wastes is an interesting and promising strategy to contribute to environmental sustainability, in addition to being able to produce civil construction products with superior properties to those without the presence of ashes, and at low cost.