Resumo em Português:

O estado de dispersão das partículas constituintes da matriz de concretos apresenta uma influência direta no comportamento reológico desses materiais, determinando as técnicas que podem ser usadas para a sua aplicação. Diferentes aditivos são utilizados visando uma dispersão eficiente, a qual constitui um requisito importante na otimização do empacotamento das partículas e da resistência mecânica de concretos. Entretanto, a influência desses aditivos nas propriedades de concretos tem sido muito pouco estudada. Neste trabalho investigou-se o efeito de três dispersantes nas propriedades e desempenho na secagem de diferentes composições refratárias. A presença de poliacrilato de sódio resultou em concretos com elevada permeabilidade e maior porosidade. Por outro lado, em composições no sistema Al2O3-MgO a presença de hexametafosfato de sódio proporcionou concretos com permeabilidade extremamente baixa acarretando numa secagem mais lenta, enquanto o ácido cítrico apresentou um desempenho intermediário. Tais efeitos nas propriedades dos concretos foram correlacionados às características intrínsecas dos aditivos.

Resumo em Inglês:

The state of dispersion of the castables matrix particles presents a direct influence in their rheological behavior, determining the techniques that can be used for their installation. Different additives have been used aiming an efficient dispersion, which constitutes an important requirement in the optimization of the particles packing and mechanical resistance of castables. However, the influence of those additives in the castables properties has not been extensively studied. In this work, the effect of 3 dispersants was investigated in the properties and drying behavior of different refractory compositions. The presence of sodium polyacrylate resulted in castables with higher permeability and larger porosity. On the other hand, in Al2O3-MgO compositions the presence of sodium hexametaphosphate provided extremely low permeability castables resulting in a slower drying, whereas the citric acid presented an intermediate behavior. Such effects in the castables properties were correlated to intrinsic characteristics of the additives.

Resumo em Português:

A projeção a úmido de concretos refratários consiste em aplicar o material como um jato de "spray" sobre a superfície, resultando numa elevada taxa de instalação e uma eficiente compactação do material. Esta técnica dispensa o uso de moldes devido à adição de aditivos aceleradores de pega e/ou coagulantes que reduzem rapidamente a fluidez do concreto projetado sobre a superfície. Usualmente, a definição do tipo e do teor de aditivo tem sido baseada unicamente na porcentagem de material aderido sobre a superfície e nas propriedades termomecânicas do concreto instalado, desconsiderando a secagem do material. Por esta razão, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes aditivos de projeção sobre a permeabilidade e a velocidade de secagem de concretos projetáveis de alta alumina. Os resultados obtidos identificaram uma acentuada influência do tipo de aditivo em relação ao risco de explosão durante a secagem, mesmo em baixas taxas de aquecimento.

Resumo em Inglês:

Wet shotcrete is a technique that consists on spraying the castable over a surface, allowing high placing rate and efficient material packing. Wet shotcrete does not require the use of molds due to the presence of accelerating admixtures or coagulants, which immediately reduce fluidity of the castable sprayed on the surface. The common choice of type and amount of additive has been based only on the percentage of material that adheres on the surface and on the thermomechanical properties of the castable after placing, without concerning about the drying behavior of the material. Thus, the purpose of this work was to evaluate the influence of shotcrete additives on the permeability and drying behavior of high alumina castables. The results show a great impact of the additives on the explosion risks during the drying process, even at low heating rates.

Resumo em Português:

Estruturas de concreto armado instaladas em zonas costeiras têm sido constantemente ameaçadas por elementos ambientais nocivos. O íon cloreto é conhecido como um dos mais agressivos destes elementos, causando, entre outros danos, corrosão da armadura de aço e posterior degradação da matriz de concreto. O objetivo deste trabalho foi determinar a influência do tipo de cimento na resistência e durabilidade de corpos-de-prova de concreto armado com 25 mm de cobrimento, quando submetido a envelhecimento em uma solução aquosa de 3,4% de cloreto de sódio e pela exposição a uma atmosfera marinha de alta salinidade. Postes de concreto armado foram confeccionados seguindo a um mesmo procedimento de mistura e, após o período de cura, foram expostos à atmosfera em uma estação de corrosão situada próximo de Aracaju, estado de Sergipe, na costa nordeste do Brasil. Dois traços de concreto foram elaborados usando-se cimento CPII-F 32 (cimento Portland composto com fíler): uma mistura sem qualquer adição e uma com adição de 8% de sílica ativa, em substituição aos agregados miúdos). Uma outra mistura foi preparada com cimento CPV-ARI RS (cimento Portland de alta resistência inicial, resistente a sulfatos). Todas as três misturas foram definidas para um consumo de cimento de aproximadamente 350 kg/m³. O desempenho das estruturas foi avaliado a partir dos resultados de testes físico-químicos, mecânicos e eletroquímicos, após mais de um ano de envelhecimento natural. Os potenciais de corrosão dos corpos-de-prova de concreto armado e dos postes confeccionados foram medidos em função do tempo de envelhecimento no ambiente natural e sob envelhecimento acelerado por íon cloreto no laboratório. As medidas de potencial de meia-célula mostraram que os melhores resultados foram obtidos pela mistura contendo cimento CPII-F 32 e sílica ativa, seguidos pelo concreto preparado com cimento CPV-ARI RS. A mistura feita apenas com cimento CPII-F 32 apresentou o pior desempenho em termos de durabilidade.

Resumo em Inglês:

Reinforced concrete structures installed in coastal zones have constantly been threatened by environmental damaging elements. The chloride ion is known as one of the most aggressive of these elements, causing, among other damages, corrosion of the steel reinforcement and then degradation of the concrete matrix. The goal of this work was to determine the influence of cement type on the resistance and durability of reinforced concrete samples with 25 mm cover thickness, when submitted to aging in a 3.4% sodium chloride aqueous solution and in a high salinity marine environment. Reinforced concrete light poles were cast following the same batching procedures, and after the curing period, they were exposed to atmosphere in a corrosion station near Aracaju, Sergipe State, Northeastern Brazil's coast. Two concrete mixtures were made using CPII-F 32 (filler-modified Portland cement): a mix with no admixture and a mix with addition of 8% silica fume swapping fine aggregates. Another mixture was batched with CPV-ARI RS (high-early-strength Portland cement, with sulfur resistance). All the three mixtures were designed with cement content of about 350 kg/m³. The performance of the structures was evaluated from the results of physicochemical, mechanical and electrochemical testing, after over a year of natural aging. Corrosion potentials of the reinforced concrete samples and of the cast utility poles were measured in terms of the aging time at the natural environment and under chloride ion accelerated aging at laboratory. The half-cell potential measurements showed that the best results were obtained from the mixture containing CPII-F 32 cement and silica fume, followed by the concrete made with CPV-ARI RS cement. The mixture batched with CPII-F 32 cement without admixture presented the worst durability performance.

Resumo em Português:

O estudo de 12 amostras selecionadas de filitos do Açungui revelou serem rochas com sericita, caulinita, quartzo e goethita, sem smectitas e cloritas, localmente, com zeólitas sódicas. Suas cores de queima, entre creme claro e marron escuro, são diretamente relacionadas aos teores de Fe2O3. Seus teores médios são: SiO2 = 60,20%, Al2O3 = 22,33%, Fe2O3 = 6,27%, K2O = 3,84%, Na2O = 1,09% e TiO2 = 0,78%. Têm teores de S <760 ppm, Zr <187 ppm, Nb <41 ppm, Y <29 ppm, As <18 ppm, Pb <33 ppm, Cu <39 ppm e Zn <47 ppm. Após desagregados, a granulometria é 100% menor que 0,04mm, o diâmetro médio das partículas é 8,42 µm, a média dos menores diâmetros é 6,82 µm e a dos maiores é 13,20 µm. Os valores de a são > 165 cm x 10-7/ºC e separam os filitos em um grupo com a < 205 cm x 10-7/ºC e outro com a > 208 cm x 10-7/ºC. O a médio é 200,5. A média das temperaturas do final da fase de dilatação é 833,7ºC, das perdas ao fogo é 5,42%, das retrações lineares pós-queima é -14,0%, das taxas de absorção de água pós-queima é 1,00%, das resistências à flexão dos corpos de prova cru é 3,0 Kgf/cm² e pós-queima é 80 Kgf/cm². Há dois tipos de filitos: (a) os com teores de Na2O maiores que 0,8%, a maiores que 208 cm x 10-7/ºC e com zeólitas e, (b) os com menos que 0,25% de Na2O, a menores que 205 cm x 10-7/ºC e sem zeólita. As cores de queima escuras, os elevados índices de dilatação e de retração e baixos índices de resistência mecânica à flexão pós-queima limitam o uso dessas rochas em massas cerâmicas, onde poderiam ser aproveitadas somente como fundentes.

Resumo em Inglês:

Analysis of 12 samples of Açungui phyllites showed rocks composed by sericite, kaolinite, quartz and goethite, without smectites and chlorites, and locally with sodiam zeolites. Their tones upon fire vary from white cream to dark brown and are directly related to Fe2O3 grades. The average grades are: SiO2 = 60.20%, Al2O3 = 22.33%, Fe2O3 = 6.27%, K2O = 3.84%, Na2O = 1.09% e TiO2 = 0.78%. S grades are <760 ppm, Zr <187 ppm, Nb <41 ppm, Y <29 ppm, As <18 ppm, Pb <33 ppm, Cu <39 ppm and Zn <47 ppm. After disaggregated, their granulation is 100% smaller than 0.04 mm, the average diameter of all particles is 8.42 µm, the average diameter of the smallest particle is 6.82 µm and of the largest is 13.20 µm. The a stretching values are > 165 cm x 10-7/ºC and they separate one group of phyllites with a < 205 cm x 10-7/ºC and another with a > 208 cm x 10-7/ºC. The average a value is 200.5. The final stretching average temperature is 833.7ºC. The average loss on ignition is 5.42%, of linear shrinkage at 1220ºC is -14.0%, of water absorption is 1.00%, of flexural strength before firing is 3.0 Kgf/cm² and is 80 Kgf/cm² after firing. There are two major phyllite types: (a) those with >0.8% Na2O, a greater than 208 cm x 10-7/ºC and with Na zeolites and, (b) those with <0.25% Na2O, a smaller than 205 cm x 10-7/ºC and without zeolites. The dark tones upon firing, high stretching and shrinkage index and low values of flexural strength after firing, confine the use of these rocks on ceramic compositions, pointing out to their use only as flux material.

Resumo em Português:

Este trabalho avalia a utilização de técnicas de planejamento estatístico de experimentos com misturas envolvendo variáveis de processo no estudo de formulações para a produção de revestimentos cerâmicos, buscando minimizar o caráter empírico encontrado industrialmente nesta etapa do processamento. Misturas de três matérias-primas (argila, feldspato e areia), utilizadas industrialmente para a produção de revestimentos, foram ensaiadas sob condições padronizadas visando à quantificação da influência de cada matéria-prima na resistência mecânica e na absorção de água das peças após a queima. As influências de duas variáveis de processo, pressão de compactação e temperatura de queima, também foram avaliadas. Os resultados obtidos demonstram o potencial de utilização das técnicas de planejamento estatístico de experimentos no estudo e desenvolvimento de formulações para revestimentos cerâmicos.

Resumo em Inglês:

This work evaluates the use of statistical design of experiment on the development of formulations for ceramic tiles production, trying to minimise the empirical character industrially found on this processing step. Mixtures of three raw materials used in tile production (clay, feldspar and quartz sand), were processed under standardised conditions, aiming at the quantification of the contribution of each raw material influence on mechanical strength and water absorption of the bodies after sintering. The influences of two process variables, pressing and sintering temperature, were also evaluated. Results obtained show the potential on utilising statistical design of experiments with mixtures and process variables techniques on the study and development of formulations for ceramic tiles.

Resumo em Português:

Trabalhos realizados em vários sistemas de óxidos cerâmicos têm demonstrado que a segregação dos íons durante a síntese de materiais cerâmicos pelo método Pechini tem conseqüências muito importantes tanto para a morfologia dos pós como para a sinterização. Este trabalho tem como objetivo estabelecer a influência da segregação/solubilização do MgO na morfologia e na sinterização de pós à base de ZrO2. O estudo foi realizado em pós preparados por síntese química derivada do método Pechini a 500 °C por 15 h. Observa-se que para concentrações de MgO até o limite de solubilidade no ZrO2 ocorre o crescimento de partículas e uma diminuição da área de superfície específica por causa da solubilização e do aumento do coeficiente de difusão pela geração de vacâncias de oxigênio. Contudo, após o limite de solubilidade, ocorre um aumento gradual da área de superfície específica devido à segregação dos íons na superfície dos pós e à diminuição da energia de superfície. Concentrações de MgO até 60 % molar foram utilizadas e áreas de superfície específica tão elevadas quanto 120 m²/g foram obtidas, mas as fases cristalinas formadas foram exclusivamente da zircônia solução sólida sem a presença de fases cristalinas de MgO.

Resumo em Inglês:

Studies carried out in several ceramic oxide systems have shown that segregation of ions during synthesis of ceramic materials by the Pechini's method has important morphology consequences for the powder. The aim of this paper is to establish the influence of the MgO segregation/solubilization on the morphology of ZrO2 powders. The study was performed in powders prepared by chemical synthesis derived from the Pechini's method at 500 ºC for 15 h. It is observed that MgO concentrations up to the solubility limit promote ZrO2 particle coarsening and a reduction of specific surface area by increasing the diffusion coefficient. However, MgO amounts higher than the solubility limit increase the specific surface area due to the segregation of Mg ions onto powder surfaces, and the decrease of surface energy. MgO concentrations as high as 60 mol % were used and specific surface areas about 120 m²/g were achieved. However, only zirconia solid solution crystalline phase was observed, without MgO crystalline phases.

Resumo em Português:

Discutiu-se a fotoluminescência para o tungstato de cálcio amorfo, observada à temperatura ambiente. Verificou-se que há concordância entre os resultados experimentais e teóricos. Neste trabalho foram simuladas as estruturas cristalinas e amorfas do tungstato de cálcio (CaWO4), comparando-se as respectivas estruturas eletrônicas. Os resultados dos cálculos teóricos indicam a formação de novos níveis de energia na banda de valência e de condução do amorfo. Estes níveis eletrônicos extras são os responsáveis pela formação da cauda na curva do espectro de absorção. Correspondentemente, medidas experimentais de absorção óptica mostraram a presença da cauda, com relação ao espectro do cristalino. Desta forma, pode-se interpretar a formação da cauda, como sendo associada aos defeitos promovidos na estrutura desordenada do material amorfo.

Resumo em Inglês:

We discuss the nature of visible photoluminescence at room temperature in amorphous calcium tungstate taking into account the results of recent experimental and quantum mechanical theoretical studies. Our investigation of the electronic structure involved the use of first-principle molecular calculations to simulate the variation of the electronic structure in the calcium tungstate crystalline phase, which is known to have a direct band gap, and we also made an in-depth examination of amorphous calcium tungstate. The results of our theoretical calculations of amorphous calcium tungstate indicate that the formation of threefold coordination in the amorphous system may introduce delocalized electronic levels in the HOMO (highest occupied molecular orbital) and the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital). These delocalized electronics levels are related to the formation of a tail in the absorbency spectrum curve. The results indicate that amorphous calcium tungstate has the conduction band near the band gap dominated by Ca states contribution. Experimental optical absorption measurements showed the presence of a tail. These results are interpreted by the nature of these exponential optical edges and tails, associated with defects promoted by the disordered structure of the amorphous material. We associate them with delocalized states in the band gap.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta os resultados de um estudo sobre o comportamento de compactação de massas cerâmicas contendo resíduo proveniente da indústria de pedras de Santo Antônio de Pádua-RJ. Para este propósito, cinco massas foram preparadas contendo até 20% em peso de resíduo. As características com respeito a difração de raios X, morfologia, distribuição de tamanho de partículas e massa específica real dos grãos foram determinadas. As massas foram submetidas a processo de compactação a frio com pressões de até 60 MPa, e avaliadas a partir dos diagramas de resposta de compactação e taxa de compactação. Para cada massa cerâmica foi determinada uma expressão matemática que descreve com precisão a relação entre a densidade e a pressão de compactação. Os resultados revelaram que a compactação das massas é governada, até a pressão aplicada de 60 MPa, por dois mecanismos de compactação dominantes incluindo o rearranjo de partículas e a deformação plástica. A taxa de densificação é inicialmente alta, e depois diminui rapidamente para pressões acima de 2,45-3,22 MPa. Além do mais, foi determinado que com o aumento do conteúdo de resíduo incorporado as massas apresentaram melhor eficiência de compactação para as condições estudadas.

Resumo em Inglês:

This work presents the results of a concerning study on the compaction behaviour of stones powder waste containing ceramic masses. The stones powder waste was generated by the industries from Santo Antônio de Pádua-RJ. For this purpose, five masses were prepared containing up to 20 wt.% waste, and their characteristics regarding X-ray diffraction, particle size analysis, morphology, and grain real specific mass were determined. The masses were submitted the cold compaction process at pressures up to 60 MPa, and their compaction response and compaction rate diagrams were generated. For each ceramic mass was determined a mathematics expression that describe with precision the relationship between the density and compaction pressure. The results revealed that the compaction is governed, at the applied pressure range, by two dominant mechanisms including particle rearrangement and plastic deformation. The rate of densification is high initially, but then decreases rapidly for pressures above about 2.45 - 3.22 MPa. In addition, it was found that the incorporated masses with stone powder waste presented better compaction efficiency for the given testing conditions.

Resumo em Português:

Nanofitas de óxido de estanho com diferentes estados de oxidação foram produzidas pelo método de redução carbotérmica a 1260 ºC. As nanoestruturas foram caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por dispersão de energia de raios X. O controle do estado de oxidação das nanoestruturas foi feito pela variação da atmosfera de síntese dentro do forno. Em atmosferas sem oxigênio os materiais obtidos foram nanofitas de SnO e de SnO2, enquanto em atmosferas com oxigênio (aproximadamente 10%) obteve-se apenas o crescimento de nanofitas de SnO2.

Resumo em Inglês:

Tin oxide nanobelts in different states of oxidation were produced by carbothermal reduction at 1260 ºC. The nanostructures were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The state of oxidation of the nanostructures was controlled by the synthesis atmosphere inside the furnace. The materials obtained in atmospheres without oxygen were SnO and SnO2 nanobelts, while atmospheres with oxygen (about 10%) only allowed for the growth of SnO2 nanobelts.

Resumo em Português:

Porcelanas são cerâmicas multifásicas produzidas a partir de matérias-primas naturais. O desenvolvimento da microestrutura dessas cerâmicas é dependente da composição, das características das matérias-primas e do processamento cerâmico. Devido à complexidade da porcelana, várias aspectos relacionados com a evolução da microestrutura e os seus efeitos nas propriedades não são ainda bem entendidos, apesar do grande número de publicações sobre este assunto. A parte I deste artigo é uma revisão da literatura sobre porcelanas aluminosas e enfoca o efeito das composições nas propriedades elétricas e mecânicas, como também a influência de alguns aditivos no desenvolvimento da microestrutura.

Resumo em Inglês:

Porcelains are multiphase ceramics produced from natural raw materials. The microstructural development of these ceramics depends on their composition, on the characteristics of the raw materials, and on the ceramic processing. Due to the complexity of porcelains, several aspects of the microstructural evolution and its effects on the properties of porcelains are as yet little understood, despite the large number of reports published on the subject. Part I of this article is a literature review on aluminous porcelains, focusing on the effect of their compositions on their electrical and mechanical properties, as well as the influence of some additives on their microstructural development.

Resumo em Português:

A utilização de fibras poliméricas em concretos refratários tem sido motivada principalmente pela possibilidade de se elevar a velocidade de secagem sem acentuar o risco de explosão destes materiais. As fibras quando empregadas em concretos aplicados por projeção a úmido podem melhorar o ancoramento e reduzir a formação de trincas de secagem do material. Contudo, os benefícios que as mesmas exercem sobre a adesão do concreto na superfície precisam ainda ser investigados e quantificados, sendo estes os objetivos principais deste trabalho. Para tanto, foi utilizada a técnica de reometria de concretos para investigar a influência da adição de fibras de polipropileno, em tamanhos (3 mm e 6 mm) e teores (0,045% e 0,09% em peso) distintos, sobre o desempenho de projeção de uma composição bombeável de alta alumina. Os resultados demonstraram que o impacto das fibras em concretos de projeção depende da condição inicial do sistema onde são adicionadas.

Resumo em Inglês:

The use of polymeric fibers in refractory castables has been motivated due to the possibility of improving the drying performance and reducing the explosion risks of these materials. For shotcrete castables, fiber addition can also promote bridging and avoid drying-cracks. However, the benefits resulting by fiber-containing castables on the surface adhesion still need to be evaluated and quantified. This was the main purpose of this work which was based on the castables reometry's technique in order to analyze the influence of polypropylene fibers of different sizes (3 mm and 6 mm) and amounts (0.045% and 0.09% on weight) on the shotcrete performance of a pumpable high-alumina composition. The results showed that the fiber's benefits depend on the material initial characteristics.