Contribuição ao estudo da carbonata��ão em concretos e argamassas compostos com adição de sílica ativa

As adições pozolânicas vêm sendo adicionadas ao concreto com o objetivo de melhorar as características de resistência mec��nica e de durabilidade. Entre estas adições encontra-se a sílica ativa, resíduo oriundo da produção de ligas a base de silício. A sílica ativa apresenta como características alta reatividade, tamanho reduzido das partículas e alta superfície espec��fica, agindo no concreto de duas maneiras: transformando o Ca(OH)2 em C-S-H e densificando a matriz de cimento. Apresenta como efeitos benéficos o aumento da resistência mec��nica e redução da penetra��ão de íons cloreto e água. Contudo, em função do consumo de Ca(OH)2, o pH da fase líquida dos poros é reduzido, o que pode prejudicar o comportamento do concreto em rela��ão à carbonata��ão, existindo uma polêmica em torno do assunto. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo estudar aspectos de porosidade e aspectos químicos do comportamento da sílica ativa, em concretos e argamassas, em rela��ão à carbonata��ão. Para tanto empregou-se rela��ões água/aglomerante entre 0,35 e 0,80 e teores de adição de sílica ativa, em rela��ão à massa de cimento, até 20%. Os resultados indicam um comportamento distinto das adições conforme a rela��ão água/aglomerante Até o limite de 0,45-0,50, a carbonata��ão nestes materiais é regida pela porosidade e o consumo de Ca(OH)2 não apresenta efeitos significativos na carbonata��ão e, a partir deste limite, o consumo de Ca(OH)2 passa a ser significativo. Paralelamente, foi estudada resistência à compressão e absorção de água. A rela��ão entre profundidade de carbonata��ão com estas propriedades apresenta uma correla��ão direta apenas para os concretos sem adição.

Tratamento anaeróbio de efluente de curtume de acabamento associado a membranas de micro e ultrafiltra��ão

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltra��ão no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltra��ão para separa��ão de biomassa e uma unidade de ultrafiltra��ão para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltra��ão foi 0,2 mm e da ultrafiltra��ão 0,005 mm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentra��ão inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltra��ão. Este comportamento deveu-se à fixa��ão deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na opera��ão de microfiltra��ão. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltra��ão era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determina��ão de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%.

Novas fases amorfas de carbono produzidas por irradia��ão iônica de filmes de C/sub 60/, [alfa]-C e [alfa]-C:H

Neste trabalho estuda-se a forma��ão de novas fases de carbono amorfo através da irradia��ão iônica de filmes de fulereno, a-C e a-C:H polimérico. Os efeitos da irradia��ão iônica na modifica��ão das propriedades ópticas e mec��nicas dos filmes de carbono irradiados são analisados de forma correlacionada com as altera��ões estruturais a nivel atômico. O estudo envolve tanto a análise dos danos induzidos no fulereno pela irradia��ão iônica a baixas fluências, correspondendo a baixas densidades de energia depositada, quanto a investiga��ão das propriedades físico-químicas das fases amorfas obtidas após irradia��ões dos filmes de fulereno, a-C e a-C:H com altas densidades de energia depositada. As propriedades ópticas, mec��nicas e estruturais das amostras são analisadas através de técnicas de espectroscopia Raman e infravermelho, espectrofotometria UV-VIS-NIR, microscopias ópticas e de força atômica, nanoindenta��ão e técnicas de análise por feixe de íons, tais como retroespalhamento Rutherford e análises por rea��ão nuclear. As irradia��ões produzem profundas modifica��ões nas amostras de fulereno, a-C e a-C:H, e por conseqüência significativas altera��ões em suas propriedades ópticas e mec��nicas. Após máximas fluências de irradia��ão fases amorfas rígidas (com dureza de 14 e 17 GPa) e com baixos gaps ópticos (0,2 e 0,5 eV) são formadas. Estas estruturas não usuais correspondem a arranjos atômicos com 90 a 100% de estados sp2. Em geral fases sp2 são planares e apresentam baixa dureza, como predito pelo modelo de “cluster”. Entretanto, os resultados experimentais mostram que as propriedades elásticas das novas fases formadas são alcançadas através da cria��ão de uma estrutura sp2 tridimensional. A indução de altas distorções angulares, através da irradia��ão iônica, possibilita a forma��ão de anéis de carbono não hexagonais, tais como pentágonos e heptágonos, permitindo assim a curvatura da estrutura. Utilizando um modelo de contagem de vínculos é feita uma análise comparativa entre a topologia (estrutura geométrica) de liga��ões C-sp2 e as propriedades nanomec��nicas. São comparados os efeitos de estruturas sp2 planares e tridimensionais (aleatórias) no processo de contagem de vínculos e, conseqüentemente, nas propriedades elásticas de cada sistema. Os resultados mostram que as boas propriedades mec��nicas das novas fases de carbono formadas seguem as predições do modelo de vínculos para uma rede atômica sp2 tridimensional. A forma��ão de uma fase amorfa dura e 100% sp2 representa uma importante conquista na procura de novas estruturas rígidas de carbono. A síntese da estrutura desordenada sp2 tridimensional e vinculada aqui apresentada é bastante incomum na literatura. O presente trabalho mostra que o processo de não-equilíbrio de deposição de energia durante a irradia��ão iônica permite a forma��ão de distorções angulares nas liga��ões sp2-C, possibilitando a cria��ão de estruturas grafíticas tridimensionais.