PROPEC - Doutorado (Teses)
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Navegando PROPEC - Doutorado (Teses) por Autor "Aguilar, Maria Teresa Paulino de"
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Item Estudo micro e macroestrutural de concretos brasileiros a partir da década de 1960.(2022) Natalli, Juliana Fadini; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Bertini, Alexandre Araújo; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Bertini, Alexandre Araújo; Thomaz, Ercio; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Aguilar, Maria Teresa Paulino deO concreto é um dos materiais mais importantes da construção civil, a partir do qual os elementos são facilmente moldados em diversas formas e tamanhos. Sua intensa utilização no século XX, o transformou em um dos materiais mais consumidos do mundo, cujo desenvolvimento sempre esteve associado ao crescimento industrial e urbano. A evolução tecnológica do concreto, possibilitada pelo desenvolvimento do cimento Portland e pelos avanços do conhecimento da microestrutura da pasta, se reflete em mudanças nas propriedades do material e em sua microestrutura ao longo das décadas. Dessa forma, este estudo propõe uma caracterização macro e microestrutural de concretos brasileiros das décadas de 1960, 1970, 1980, 1990, 2000, 2010 e 2020. Pretende-se identificar mudanças que ocorrem com a idade das matrizes e de acordo com a época em que foram executadas, conforme as modificações na tecnologia do concreto. As amostras analisadas foram provenientes de edifícios de concreto armado de cada uma das décadas em questão localizados nas cidades de Juiz de Fora (MG) e de Fortaleza (CE). De cada edifício, foram selecionados dois pilares próximos localizados nas áreas externas das edificações para a realização de análises não destrutivas (pacometria e esclerometria) e para a extração de dois corpos de prova cilíndricos (42 mm de diâmetro x 100 mm de altura) por estrutura selecionada. Dois corpos de prova foram ensaiados à resistência à compressão e os outros dois foram analisados quanto às profundidades de carbonatação e penetração de cloretos, velocidade de pulso ultrassônico, DRX, TG/DTA, MEV e FTIR. As caracterizações realizadas permitiram a criação de um banco de dados referentes às propriedades mecânicas, químicas e mineralógicas de concretos produzidos desde a década de 1960 até os anos de 2020. O conjunto de resultados experimentais, juntamente com a base histórica desenvolvida podem servir de base para a datação de concretos brasileiros. Dessa forma, esse trabalho representa o passo inicial para a construção de uma metodologia de datação.Item Obtention of eco-efficient cement-based composites using industrial waste.(2019) Carvalho, José Maria Franco de; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Schmidt, Wolfram; Damineli, Bruno Luís; Aguilar, Maria Teresa Paulino dePortland cement is the main responsible for the low environmental performance of cement-based composites since its production implies the emission of large amounts of carbon dioxide in the atmosphere. Achieving more eco-efficient concrete, therefore, means an effective contribution to mitigating human-made impacts. The search for less aggressive binders and the partial substitution of Portland cement for supplementary materials of low environmental impact are effective mitigation routes that are explored in this thesis. Concomitantly, the consumption of by-products from other productive sectors as inputs in the production of concrete, besides being an effective way of saving natural resources, provides an adequate destination to environmental liabilities. Thus, as part of the work related to this research, a low environmental impact cement produced entirely with industrial and mining wastes was successfully proposed and obtained. This material presented technological characteristics compatible with belitic cements obtained with conventional materials. In addition, supplementary fine materials socalled Engineered Recycled Mineral Admixtures were designed and produced to partially replace Portland cement and increase the packing density of the fine fraction in cementitious matrices. An extensive characterization program of these materials was conducted, as well as performance evaluation in pastes, mortars and concretes, including rheology, hydration kinetics, cementing properties and mechanical performance. Finally, these materials were used in the production of densely packed concretes, where the great potential of the proposed products in the obtention of cementbased composites with high mechanical strength and/or high eco-efficiency was observed.Item Reinserção do resíduo de construção e demolição na cadeia produtiva da construção civil em Rio Branco – Acre.(2021) Souza, Fernando da Silva; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Lima, Esperidião Fecury Pinheiro de; Carvalho, José Maria Franco de; Oliveira, Marconi Gomes de; Aguilar, Maria Teresa Paulino deOs impactos ambientais, econômicos e sociais causados pelos resíduos de construção e demolição (RCD) na cidade de Rio Branco (capital do Acre, Estado Federal da região amazônica) alinhado à escassez de jazidas de agregados e as demandas sociais de pavimentação e de habitação para a construção civil torna a produção e utilização de agregados reciclados uma alternativa de grande interesse. Nesse cenário, o presente estudo avaliou a viabilidade técnica, econômica e ambiental para a reciclagem do RCD com fins de aplicação em construção civil e pavimentação. Para isto, foram realizadas visitas periódicas e sistemáticas aos canteiros de obras para formulação dos índices representativos da geração e composição do RCD, análise de viabilidade econômica da usina de reciclagem, discussões sobre o impacto ambiental no aterro de inertes, coletas de resíduos em obras nas fases de estruturas, alvenaria e acabamento para produção de agregados reciclados avaliados em 10 composições distintas, realizando ensaios tecnológicos de requisitos visando à obtenção das propriedades físicas e mecânicas para aplicação em matrizes cimentícias de cimento Portland e estrutura de pavimentos, avaliação da inserção do agregado reciclado nas demandas sociais prioritárias para construção civil (habitacional) e construção pesada (infra-estrutura de pavimentação), verificação da gestão atual do RCD e elaboração de ações e diretrizes, políticas de reciclagem e propostas de metas a serem alcançadas para buscar promover um gerenciamento efetivo e eficaz do RCD. Dentre os resultados, foram encontrados uma geração de RCD por área construída de 0,22 t/m2 para novas construções e 0,41 t/m2 para reformas, onde 100% do RCD foi considerado reutilizável e/ou reciclável. Indicadores econômicos mostraram viabilidade para a instalação de uma usina de reciclagem com capacidade de processamento de 90 t/h. Impactos ambientais deixarão de ocorrer no aterro de inertes com a implementação da usina de reciclagem. Os agregados reciclados de RCD em forma de areia, pedrisco, brita, rachão e bica corrida mostraram-se tecnologicamente viáveis para aplicação segura em argamassas, concretos e camadas de estruturas de pavimentos apresentando propriedades satisfatórias e até melhores do que as convencionais. A cidade demanda a construção de até 46 mil moradias e a pavimentação de 550,5 km de vias de produção do setor primário. Ações e diretrizes, políticas de reciclagem e metas são necessárias para a correta gestão do RCD, dentre elas uma legislação específica com cumprimento obrigatório, obrigatoriedade da triagem na origem da geração com pagamento de taxa de deposição, obrigatoriedade do uso de agregados reciclados em obras públicas, incentivos fiscais para instalação de empreendimentos dedicados a reciclagem, contratação de fiscais de carreira para ações fiscalizatórias, adoção de selos de sustentabilidade que certifiquem empresas de construção civil e estabelecimento de cotas sociais de agregados reciclados para famílias de baixa renda e aplicação em vias de produção do setor primário. Assim, a proposta de reinserção do RCD na cadeia produtiva é de grande interesse para a construção civil amazônica, considerando a escassez, os elevados custos das matérias-primas e a necessidade de definir e consolidar um modelo de desenvolvimento sustentável para a região amazônica.Item Studies on the use potential of iron ore tailings as alternative raw material in manufacture of ceramic and hydraulic tiles.(2018) Fontes, Wanna Carvalho; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Arcipreste, Cláudia Maria; Santos, White José dos; Aguilar, Maria Teresa Paulino deIron ore mining is a very important economic activity to Brazil. The increase in tailings generation, as well as its inadequate waste disposal, has awakened concerns over the sustainability of its processes, mainly due to the environmental impacts and socioeconomic risks associated with tailing dams. On the other hand, the reuse of the tailings in building materials can contribute to the sustainable consumption of resources, mitigation of the negative environmental impacts, new market opportunities and the aggregation of values to the companies. This study aims assessment of the potential use of iron ore tailings as an alternative raw material in the production of ceramics and cement tiles. The materials were collected from four tailings-dams and an part was subjected to a dry separation procedure. Besides the iron ore, two other powder fractions were produced (“clay” and “sand” fractions). The clay, sand, and residual iron ore concentrate were characterized (particle size and morphology, chemical and mineralogical composition). The residual iron ore concentrate showed fine, crystalline, and dense particles, no toxic, suitable technically for use as addition and aggregate in the production of terracotta cement tiles. The sands showed the greatest uniformity (particle size and shape, mineralogy and chemical composition) which contributed to the compressive strength gains of the cement composites. The clay present adequate plasticity and dry strength, and develop mullite and glass upon firing. Despite the greatest firing shrinkage (between 22.59 and 26.51%), the resulting tiles show a appealing dark brown luster and are very compact (vitrified products, classified in groups BIa, BIb or BIIa), with high mechanical strength.Item A study on geopolymerization of iron ore tailings.(2019) Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Aguilar, Maria Teresa Paulino de; Carvalho, José Maria Franco de; Pedroti, Leonardo GonçalvesGeopolymers are a relatively new technology, which is pointed as a potential alternative to the ordinary Portland cement for some applications. The need for an alternative to this binder comes from the environmental problems related to its production process and the tremendous volume of non-replaceable resources extracted to its production. Considering the importance of ordinary Portland cement, to find a suitable alternative binder is a hard task. At the same time, the re-application of industrial by-products from several productive sectors is an effective management way to save non-replaceable resources as well as a correct destination. In this sense, the main objective of this study is evaluating the feasibility of the iron ore tailings as a raw material to the production of geopolymeric composites. Additionally, two blend materials and fine aggregate were applied and verified the influence and effects on the geopolymer final properties. Were applied a solution of sodium hydroxide at three different molar concentrations (8, 10, and 12 mol/l) and curing temperature of 100 °C. A depth characterization procedure was applied in all raw materials and blend used in this work. The performance of the obtained geopolymer was observed over mechanical strength, physical properties, dimensional stability, and microstructural analysis. The experimental procedure enabled a closely understand of the geopolymeric synthesis and kinetics, influence of specific aspects on the geopolymerization and final properties, and the role of iron in this process. The experimental results showed that the geopolymer based on iron ore tailings is an efficient binder with interesting properties to construction industry. Finally, the geopolymers derived from iron ore tailings rise as an interesting construction material.Item Thermal properties of cement-based composites.(2019) Mendes, Júlia Castro; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Aguilar, Maria Teresa Paulino de; Carvalho, José Maria Franco de; Baêta, Fernando da CostaHeat transfer through a solid building element is primarily controlled by its thermal conductivity in the steady-state, and by an association of thermal conductivity and specific heat in transient situations. The thermal properties of the construction materials are some of the main responsible factors for the habitability and energy demand of a building. Therefore, the present work assesses how the chemical composition, physical properties and microstructure influence the thermal properties (specific heat and thermal conductivity) of cement-based composites. For this purpose, we investigated three mortar mixes with cement and hydrated lime (1:3, 1:1:6 and 1:2:9); three types of aggregates (river sand, iron ore tailings, friable quartzite); and three dosages of air-entraining admixture (0%, 0.05% and 0.5%). Physical and chemical characterisation of the aggregates were performed; along with physical, thermal and microstructural evaluation of the resulting mortars. Lastly, the correlation between thermal conductivity and ultrasonic pulse velocity (UPV) was also investigated. As result, mortars with iron ore tailings (IOTm) presented the lowest thermal conductivity and highest specific heat among all materials tested. The air-entraining admixture reduced the thermal conductivity of the mortars up to 40% but did not significantly influenced the specific heat. It was observed that the microstructure of the resulting matrix is more relevant to the thermal properties of mortars than the chemical composition of their components. Also, the pore system generated by the aggregates in the mortars is more influential to their thermal conductivity and UPV than their specific gravity. A satisfactory determination coefficient (R² > 0.9) was obtained between thermal conductivity and UPV of the mortars when they were grouped under similar components and pore structure. These results demonstrate the importance of using methodologies that keep the microstructure of the matrices mostly intact. Based on the thermal properties obtained, residue-based mortars are promising alternatives to improve the energy efficiency of buildings. In conclusion, this work hopes to contribute to the technological and sustainable development of cement-based composites.