Estudio sobre la durabilidad de los nuevos tipos de cemento para la evaluación del comportamiento de morteros y hormigones frente a la agresión química de los sulfatos y del agua de mar

Esta investigación ha sido desarrollada para analizar la influencia de las características específicas de los nuevos cementos en el comportamiento expansivo originado durante cinco años por el ataque externo por sulfatos o agua de mar, y para estudiar la validez de diversos métodos de ensayo aplicables para evaluar la resistencia de los conglomerantes a los sulfatos o al agua de mar. Se han determinado las características químicas y mecánicas de los quince cementos seleccionados en el estudio (su contenido de yeso, tipo y cantidad de adiciones, contenidos de C3A y C4AF) para examinar la relación entre estos parámetros y su durabilidad frente al ataque por sulfatos. Se han llevado a cabo ensayos para evaluar la resistencia a sulfatos sobre probetas de mortero fabricadas con los quince cementos comunes seleccionados de muy distintos tipos, la mayoría de ellos resistentes a sulfatos conforme a la norma UNE-EN 197-1. Por cada tipo de cemento se fabricaron probetas de mortero para la realización de ensayos acelerados usando Na2SO4 como medio agresivo según la norma ASTM C 1012 manteniendo esas condiciones de exposición durante dos años. En paralelo se fabricaron otras series de probetas idénticas, que fueron conservadas en agua de mar y en agua saturada en cal (como patrón de un medio no agresivo) durante el mismo plazo. Adicionalmente estos cementos fueron evaluados conforme a los procedimientos de ensayo acelerado de la norma ASTM C 452 y del ensayo de Koch y Steinegger. También se fabricaron otras series de probetas de 40x40x160 mm (adoptando una relación a/c=0,5 y la composición arena:cemento definida en la norma UNE-EN 196-1). Durante cinco años de exposición en las tres condiciones de conservación establecidas (sulfatos, agua de mar y agua patrón) se han efectuado ensayos para determinar la resistencia a compresión y el deterioro superficial de las probetas de mortero. Ninguno de los conglomerantes fue mezclado inicialmente con yeso para acelerar el ataque ni se establecieron otras condiciones no realísticas en la fabricación de los morteros Se ha analizado el comportamiento durable de los cementos tanto frente al ataque por sulfatos como por agua de mar. Para la evaluación se han tomado en consideración las variaciones de contenido en C3A, los tipos y proporciones de los constituyentes (adiciones puzolánicas, escorias de horno alto, caliza …) con el mismo tipo de clínker en algunos casos. Se ha procedido a evaluar la validez de los límites de aceptación establecidos en cada uno de los ensayos acelerados para determinar la resistencia a sulfatos y valorar su idoneidad en los nuevos cementos, y se ha propuesto un método de ensayo acelerado recomendable para discriminar cementos resistentes y no resistentes a sulfatos. A la edad final de los tres tipos de exposición han sido correlacionados los parámetros relativos a la degradación superficial, pérdida de resistencia y expansión lineal de las probetas con las características de los cementos y los productos expansivos analizados mediante difracción de rayos X, con objeto de poder redefinir las características recomendables exigibles a los cementos resistentes a sulfatos o al agua de mar. Experimental research has been performed to relate specific cement characteristics to expansion due to sulfate or sea water attack during five years, and to study different test methods suitability for sulfate and marine resistance. Chemical and mechanical characteristics were studied to determine the variation in properties of selected cements (SO3 content, type and amount of additions, C3A, and C4AF content) and examine relationships between these characteristics and the results of sulfate resistance. Sulfate resistance testing have been performed on mortar specimens prepared from fifteen cement types of statistically diverse chemical composition, most of them with sulfate resistant properties according to European standard EN 197-1 Mortar specimens testing using Na2SO4 as the aggressive medium according to ASTM C 1012 was performed using each cement; identical specimens were also stored in sea water, and in lime saturated water (blank condition), up to two years age. Additionally these cements were tested conforming to ASTM C 452 and Koch and Steinegger test. Mortar specimens of 40x40x160 mm were also moulded (with w/c ratio and cement:sand composition of EN 196-1). Compressive strength of these mortar specimens have been tested during five years of immersion in a sulfate solution and also in seawater (and in lime saturated water, as a blank condition), and external damage and have been analyzed. None of the prepared mortars was blended with gypsum or any other nonrealistic condition. Durability behaviour in sulfate resistant common cements conforming to EN 197-1 exposed to sulfate attack was evaluated, and also the correlation between sulfate resistance and seawater resistance has been studied. Different C3A contents, variable types and proportioning of constituents (limestone, pozzolanic additions, blastfurnace slag ...) with or without the same clinker type were investigated. Recommended acceptance limits for sulfate resistance of cements concerning to each used test method were evaluated in order to explore their suitability. A new accelerated method has been recommended to provide a meaningful discrimination between sulfate resistant or non-sulfate resistant cements. Relationships between cement characteristics, degradation, expansive products obtained by X-ray diffraction techniques, strength loss and maximum expansion after applied storage treatments, were correlated at final age, to redefine cement characteristics for sulfate resistant and marine resistant Portland cement.

Estabilidade química e funcional dos compostos bioativos da polpa de buriti congelada, liofilizada e atomizada

O buriti (Mauritia flexuosa L.) é um fruto rico em carotenoides, ácidos graxos e compostos fenólicos com grande potencial de industrialização. Entretanto, sua vida útil reduzida dificulta a comercialização e um maior aproveitamento. Dessa forma, tecnologias de processamento podem ser empregadas para que haja maior utilização e expansão do buriti. Este trabalho teve como objetivo caracterizar polpa de buriti congelada, liofilizada e atomizada, quantificando os compostos bioativos (carotenoides e ácidos graxos), a composição centesimal e mineral, além de avaliar a estabilidade química e funcional da polpa submetida a esses tratamentos ao longo do tempo de armazenamento. Polpas de buriti oriunda da Comunidade Boa Vista, zona rural do município de Arinos, MG, foram submetidas a três processamentos: congelamento (eleito como controle), liofilização e atomização (com adição de maltodextrina como coadjuvante de tecnologia). Após o processamento, as polpas foram acondicionadas em embalagens laminadas compostas por poliéster, alumínio e polietileno (25 x 25 cm), com capacidade para 100 g cada, e armazenadas a -23 °C para o congelamento e a temperatura ambiente para as polpas desidratadas. As análises físicas, químicas, nutricionais e funcionais foram realizadas logo após o processamento, para caracterização das polpas e nos períodos: 1, 14, 28, 42 e 56 dias, para avaliação da estabilidade. O delineamento experimental empregado constituiu-se de dois fatores (processamento e período) e a interação entre eles. Os dados foram analisados estatisticamente por meio da Análise de Variância Univariada (ANOVA) com nível de significância de 5 %. Constatou-se que durante a estocagem a polpa liofilizada apresentou maior brilho, menor opacidade, valores inferiores para o pH, menor variação da atividade de água e maior acidez titulável. Esses parâmetros são importantes indicadores de qualidade da polpa durante a sua estocagem, visto que dificultam o desenvolvimento microbiano. A adição da maltodextrina no processo de atomização acarretou maiores teores de sólidos solúveis em relação aos demais tratamentos. Os resultados demonstraram que, ao longo do armazenamento, a liofilização contribuiu para a melhor preservação dos carotenoides totais. A quantificação dos carotenoides e dos ácidos graxos na polpa congelada demonstrou que houve melhor preservação de carotenoides do tipo alfa e beta caroteno, dos ácidos graxos oleico, indicando maior valor nutricional para a alimentação humana. Apesar dos resultados satisfatórios para a polpa congelada, durante o tempo analisado a polpa congelada apresentou maiores perdas em relação à polpa liofilizada. Para a classe dos compostos fenólicos, a liofilização apresentou melhores resultados ao longo da estocagem. O uso de baixas temperaturas foi mais efetivo para a preservação dos compostos bioativos analisados. Portanto, pode-se concluir que o emprego da liofilização é a alternativa mais adequada entre as avaliadas, para o aproveitamento da polpa de buriti na indústria de alimentos, uma vez que esse tratamento preservou todos os constituintes avaliados durante a estocagem.

Los libros de texto de química destinados a estudiantes de medicina y cirugía en España (1788-1845)

Este trabajo forma parte de en un proyecto de investigación sobre la farmacología en la sociedad española del siglo XIX, en particular, acerca del papel de las prácticas y los conocimientos químicos en la transición de la materia médica a la farmacología experimental. Dentro de ese esquema general, el objeto de este artículo es el estudio de los libros de texto destinados a los estudiantes de medicina y de cirugía durante los años finales del siglo XVIII y la primera mitad del siglo XIX. Se trata de establecer las coordenadas institucionales generales dentro de las cuales fueron escritas, publicadas y leídas estas obras. El estudio arranca en 1788, fecha alrededor de la cual aparecieron numerosos libros de texto de química, entre los que figuran varias traducciones francesas y el «Curso de química» de Pedro Gutiérrez Bueno. Tras señalar la importancia de las obras de Antoine Fourcroy, se estudia la polémica acerca de las aplicaciones de la química en medicina a través de un texto de Juan Manuel de Aréjula. A continuación, se describen las principales instituciones de enseñanza de la medicina y la cirugía en las que se impartieron clases de química, con especial atención a los programas y a los libros que se publicaron para estas clases. El artículo finaliza en 1845, fecha de la reforma de planes de estudios de José Pidal.

Pedro Gutiérrez Bueno (1745-1822), los libros de texto y los nuevos públicos de la química en el último tercio del siglo XVIII

El presente trabajo se enmarca en un proyecto de investigación acerca del papel de las prácticas y los conocimientos químicos en la transición de la materia médica a la farmacología experimental. Dentro de ese esquema general, el objeto de este artículo es el estudio de los libros de texto destinados a los estudiantes de medicina y de cirugía durante los años finales del siglo XVIII y la primera mitad del siglo XIX. En un estudio anterior, publicado en esta revista nos ocupamos de establecer las coordenadas institucionales generales dentro de las cuales fueron escritas, publicadas y leídas estas obras. Este trabajo es una continuación del anterior y está dedicado al análisis del «Curso de química» de Pedro Gutiérrez Bueno. A través de esta obra, se intenta ofrecer nuevos datos sobre los nuevos públicos de la química a finales del siglo XVIII y su influencia en la estructura y contenidos de los nuevos libros de texto.

Pedro Gutiérrez Bueno (1743-1822) y las relaciones entre la química y la farmacia durante el último tercio del siglo XVIII

El presente trabajo se enmarca en un proyecto de investigación sobre la farmacología en la sociedad española del siglo XIX, en particular, acerca del papel de las prácticas y los conocimientos químicos en la transición de la materia médica a la farmacología experimental. Dentro de ese esquema general, el objeto principal de este trabajo es uno de los principales autores españoles de libros de texto de química del último tercio del siglo XVIII: Pedro Gutiérrez Bueno (1745-1822). En un trabajo anterior se ha estudiado el público destinatario de la primera edición de su libro de texto así como las principales características de esta obra. En este artículo abordaremos el análisis del contexto en el que se produjo la aparición de la segunda edición, lo que conducirá a estudiar las ideas de Gutiérrez Bueno sobre las relaciones entre la química y la farmacia. Estas ideas estuvieron fuertemente influidas por los puntos de vista defendidos por Antoine Fourcroy en Francia.

Enantioselective Michael addition of aldehydes to maleimides organocatalysed by chiral 1,2-diamines: an experimental and theoretical study

Simple and commercially available chiral 1,2-diamines were used as organocatalysts for the enantioselective conjugate addition of aldehydes, including α,α-disubstituted, to maleimides. The reaction was carried out in the presence of hexanedioic acid as an additive in aqueous solvents at room temperature. By employing (1S,2S)- and (1R,2R)-cyclohexane-1,2-diamine as organocatalysts, the corresponding Michael adducts bearing new stereocenters were obtained in high or quantitative yields with enantioselectivities of up to 92%, whereas the use of (1S,2S)-1,2-diphenylethane-1,2-diamine gave a much lower ee. Theoretical calculations were used to justify the observed sense of the stereoinduction.

Liquid–Liquid, Vapor–Liquid, and Vapor–Liquid–Liquid Equilibrium Data for the Water–n-Butanol–Cyclohexane System at Atmospheric Pressure: Experimental Determination and Correlation

The temperature and the composition of the vapor–liquid–liquid equilibrium (VLLE) and the vapor–liquid equilibrium (VLE) of a ternary mixture of water–n-butanol–cyclohexane were measured at atmospheric pressure (101.32 kPa) in a modified dynamic recirculating still. As found in the literature, the experimental data obtained reveal a ternary azeotrope at 341.86 K with a mole fraction composition of 0.281, 0.034, and 0.685 water, n-butanol, and cyclohexane, respectively. The liquid–liquid equilibrium (LLE) compositions were measured at a constant temperature of 313.15 K and compared with data in the literature collected at other temperatures. Thermodynamic consistency of all the experimental data was demonstrated. The universal quasichemical (UNIQUAC) and the nonrandom two-liquid (NRTL) thermodynamic models were used to correlate the VLE and LLE data, while the original universal functional (UNIFAC) model was used to compare the predicted data.

Pitfalls in the Evaluation of the Thermodynamic Consistency of Experimental VLE Data Sets

The thermodynamic consistency of almost 90 VLE data series, including isothermal and isobaric conditions for systems of both total and partial miscibility in the liquid phase, has been examined by means of the area and point-to-point tests. In addition, the Gibbs energy of mixing function calculated from these experimental data has been inspected, with some rather surprising results: certain data sets exhibiting high dispersion or leading to Gibbs energy of mixing curves inconsistent with the total or partial miscibility of the liquid phase, surprisingly, pass the tests. Several possible inconsistencies in the tests themselves or in their application are discussed. Related to this is a very interesting and ambitious initiative that arose within the NIST organization: the development of an algorithm to assess the quality of experimental VLE data. The present paper questions the applicability of two of the five tests that are combined in the algorithm. It further shows that the deviation of the experimental VLE data from the correlation obtained by a given model, the basis of some point-to-point tests, should not be used to evaluate the quality of these data.

Synthesis of Chromen[4,3-b]pyrrolidines by Intramolecular 1,3-Dipolar Cycloadditions of Azomethine Ylides: An Experimental and Computational Assessment of the Origin of Stereocontrol

Azomethine ylides, generated from imine-derived O-cinnamyl or O-crotonyl salicylaldeyde and α-amino acids, undergo intramolecular 1,3-dipolar cycloaddition, leading to chromene[4,3-b]pyrrolidines. Two reaction conditions are used: (a) microwave-assisted heating (200 W, 185 °C) of a neat mixture of reagents, and (b) conventional heating (170 °C) in PEG-400 as solvent. In both cases, a mixture of two epimers at the α-position of the nitrogen atom in the pyrrolidine nucleus was formed through the less energetic endo-approach (B/C ring fusion). In many cases, the formation of the stereoisomer bearing a trans-arrangement into the B/C ring fusion was observed in high proportions. Comprehensive computational and kinetic simulation studies are detailed. An analysis of the stability of transient 1,3-dipoles, followed by an assessment of the intramolecular pathways and kinetics are also reported.

Self-heating and deicing conductive cement. Experimental study and modeling

This research studies the self-heating produced by the application of an electric current to conductive cement pastes with carbonaceous materials. The main parameters studied were: type and percentage of carbonaceous materials, effect of moisture, electrical resistance, power consumption, maximum temperature reached and its evolution and ice melting kinetics are the main parameters studied. A mathematical model is also proposed, which predicts that the degree of heating is adjustable with the applied voltage. Finally, the results have been applied to ensure that cementitious materials studied are feasible to control ice layers in transportation infrastructures.

Elaboração de uma unidade de ensino potencialmente significativa em Química para abordar a temática água

The evidence of the water theme in news reports is configured as an important topic of interest to contextualize, problematize and/or generate meaning in the midst of discussion of a content from different levels of education and/or disciplines of basic education. The possibilities to use this theme in classroom is also highlighted in Brazilian official documents that guide the practice of teachers of all Brazilian curricular components of this educational level. So, the theme water can be used as subsidy to teach chemistry, since contextualises the teaching of this discipline aiding in the discussion of different chemical concepts. In this perspective, the meaningful learning theory, developed by David Ausubel, has constructivist nature and says that an individual learns significantly when he can relate new information with a specific knowledge structure that integrates the prior knowledge of its structure. In this sense, the use of water as a theme for the approach prior knowledge of chemical concepts has already been characterized as an important topic that can give meaning to the content of education in chemistry. In this dissertation, a teaching unit potentially significant (TUPS) is presented based on meaningful learning theory of David Ausubel approaching the theme water. approaching the theme water. The unit was used in a class of thirty-five students of the 2nd year of high school, a public school in the city of Extremoz-RN, metropolitan region of Natal / RN. Through it was possible to discuss an issue of interest to students of the school to address the chemical contents, such as solutions, physicochemical aspects and stages of water treatment. At first, an initial questionnaire was used to identify the students' previous ideas on the topic under study to the concept of chemical solutions. It was subsequently developed and implemented a series of activities based on students' ideas. To subsidize the sequence, it was prepared four booklets that worked the content of chemical solutions, contextualizing the theme water. The results of this work showed that the alternative conceptions that students have about concepts related to the chemical solutions are similar to the ideas of other students presented in the literature and that the development of the TUPS, allied to the contextualization strategy with the theme water, not only motivated the students for the teaching of chemical content, as yet provided the learning of chemical concepts not in isolation, but making a connection between their ideas and experiences with scientific knowledge. To this, beyond of dialogued lectures, were also used strategies as experimental activities, problem solving, group discussions and construction of concept maps. The final evaluation of the unit was conducted by a questionnaire based on the Likert scale, answered individually by students, who approved the unit as conducive to teaching and learning of chemistry process

Estudo experimental e modelagem do processo de sacarificação e fermentação simultânea utilizando bagaço de cana-de-açúcar para produção de etanol

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Conversão da lactose e síntese de galacto-oligossacarídeos: uma abordagem experimental e teórica

O presente trabalho avaliou, na etapa experimental, um processo simultâneo de catálise e fermentação láctica visando obter um iogurte com potenciais características nutracêuticas e, na sua etapa teórica, estabeleceu uma interlocução entre a vivência experimentalista e a teoria da cinética enzimática, no que se refere à conversão da lactose e à síntese de galactooligossacarídeos (GOS). Na abordagem experimental, para um substrato específico, avaliouse biocatálise conduzida simultaneamente à fermentação, defasando a adição da enzima em relação ao início do processo fermentativo. A fermentação foi realizada a partir de cultura láctica liofilizada comercial contendo dois micro-organismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus, associados aos micro-organismos característicos do iogurte, Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus. Foi utilizado um preparado enzimático contendo -galactosidases obtidas de duas origens distintas: Kluyveromyces lactis e Aspergillus niger. Foram avaliados os efeitos da concentração da enzima e do tempo de adição da enzima em um planejamento experimental 2 2 . As respostas foram às concentrações, ao final do processo, de lactose, de GOS, de glicose e de galactose e a hidrólise dos galactooligossacarídeos ao longo do tempo. No que se refere à abordagem teórica, o presente trabalho considerou modelos matemáticos de hidrólise de dissacarídeos e conversão da lactose, em que a inibição foi representada a partir do incremento da concentração dos produtos da reação. No que se refere à conversão da lactose e síntese de GOS, o presente trabalho buscou estabelecer um modelo matemático em que a inibição ocorreu por efeito do incremento das concentrações de glicose e de galactose, comparando-o com os modelos conhecidos na literatura. Verificou-se que o desempenho do modelo obtido no presente trabalho foi robusto em relação às premissas estabelecidas. Na comparação com resultados experimentais de conversão enzimática, o modelo mostrou-se capaz de minimizar o erro e de ajustar-se aos dados experimentais.

Compreensão da reação de precipitação do iodeto de chumbo entre os níveis de análise macro e micro no ensino da química

O estudo apresentado teve como objetivos planificar e implementar e analisar uma proposta didática alternativa para a abordagem dos níveis macroscópico, simbólico e sub-microscópico, indispensáveis para a compreensão das reações químicas, salientando-se o facto de não se explorar, nos manuais e na prática, todo o potencial de uma reação química muito usual. A proposta utiliza uma diferente abordagem da tradicional reação de precipitação do iodeto de chumbo, centrada em questões-problema: “Ocorreu uma reação química?” e “Será possível dissolver o precipitado?”. A metodologia foi qualitativa e centrou-se na investigação-ação colaborativa. Perante as questões problema, os alunos fizeram previsões, sugeriram e realizaram procedimentos experimentais de carácter investigativo para as testar e fundamentaram as respostas através da comunicação oral e da elaboração de esquemas pictóricos (livremente), estes últimos, para ilustrar o nível sub-microscópico. Analisaram-se conjuntamente os esquemas e os dados da observação direta. Os resultados evidenciam que os alunos: identificam a ocorrência da reação química sensorialmente (visualização do aparecimento de uma substância colorida após a junção de duas soluções incolores - nível macroscópico), representam a reação química utilizando a simbologia química (nível simbólico) mas apresentam algumas dificuldades na interpretação sub-microscópica.

Estudo experimental do escoamento bifásico líquido gás em golfadas com leve mudança de direção

Gas-liquid two-phase flow is very common in industrial applications, especially in the oil and gas, chemical, and nuclear industries. As operating conditions change such as the flow rates of the phases, the pipe diameter and physical properties of the fluids, different configurations called flow patterns take place. In the case of oil production, the most frequent pattern found is slug flow, in which continuous liquid plugs (liquid slugs) and gas-dominated regions (elongated bubbles) alternate. Offshore scenarios where the pipe lies onto the seabed with slight changes of direction are extremely common. With those scenarios and issues in mind, this work presents an experimental study of two-phase gas-liquid slug flows in a duct with a slight change of direction, represented by a horizontal section followed by a downward sloping pipe stretch. The experiments were carried out at NUEM (Núcleo de Escoamentos Multifásicos UTFPR). The flow initiated and developed under controlled conditions and their characteristic parameters were measured with resistive sensors installed at four pipe sections. Two high-speed cameras were also used. With the measured results, it was evaluated the influence of a slight direction change on the slug flow structures and on the transition between slug flow and stratified flow in the downward section.