Considerações sobre os métodos de dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas a frio com espuma de asfalto.

A reciclagem profunda com espuma de asfalto tem sido uma alternativa de sucesso para a restauração de pavimentos degradados. Em relação às soluções tradicionais de reabilitação, como os recapeamentos, tem a vantagem de proporcionar a correção de defeitos em camadas inferiores, com a manutenção ou pequena elevação do greide da pista, além de ganhos ambientais, como um menor consumo de materiais virgens da natureza e redução do volume de material descartado. Entretanto, no Brasil não há método para dimensionamento estrutural para esta tecnologia, o que dificulta seu emprego. Para o desenvolvimento de um procedimento de dimensionamento que contemple este tipo de solução, foram estudados métodos presentes na bibliografia internacional: guia da AASHTO de 1993 e Caltrans, dos EUA, TRL386 e TRL611, da Inglaterra, as duas versões do guia sul-africano TG2 e os métodos oriundos do Austroads, tanto o procedimento interino de 2011 como adaptações de órgãos da Austrália e Nova Zelândia. Observou-se divergência de opiniões quanto ao comportamento do material reciclado com espuma de asfalto. Alguns órgãos e autores consideram o comportamento do mesmo mais próximo às misturas asfálticas, sendo o mecanismo de falha o trincamento, e outros o definem como semelhante a um material granular modificado com alta coesão e ruptura devido às deformações permanentes. Correlaciona-se tal associação ao teor de espuma usualmente utilizado nas obras rodoviárias. Outros aspectos que se destacam para este tipo de base são o ganho de resistência ao longo do tempo devido à cura, mesmo com início da operação da rodovia e a importância da infraestrutura remanescente no dimensionamento. Tais fatos foram corroborados pelos estudos de caso e resultados do trecho experimental construído na Rodovia Ayrton Senna - SP 070, monitorado por meio de ensaios deflectométricos com FWD durante um ano. Como resultado do trabalho, foi proposto um procedimento para o dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas a frio com espuma de asfalto utilizando dados deflectométricos que atende o método do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) e incorpora diferentes aspectos na análise mecanicista. Outras conclusões são a viabilidade técnica a longo prazo da solução mencionada e a importância do controle tecnológico, com ênfase para o monitoramento deflectométrico nos primeiros meses de operação do pavimento para averiguar a evolução da cura do material.

Tratamento superficial dos agregados reciclados de RCD com hidrofugantes.

A proposta busca reduzir a absorção de água dos agregados reciclados de Resíduos de Construção e Demolição (RCD), através do tratamento de sua superfície com hidrofugante, de maneira que estes não aumentem o consumo de água tampouco reduzam a resistência mecânica. Os agregados reciclados de RCD foram caracterizados quanto à granulometria, morfologia, porosidade, ângulo de contato aparente, absorção de água, análise de imagem e rugosidade superficial. Em seguida, os mesmos foram tratados superficialmente com dois tipos de hidrofugante: solução de silano e parafina. Todos os tratamentos permitiram reduzir a absorção de água dos agregados reciclados de RCD. O tratamento por imersão foi aquele que permitiu obter os melhores resultados e a menor variabilidade entre as técnicas. Os tratamentos hidrofugam a superfície, apesar da parafina apresentar maior molhabilidade. O tratamento com parafina apresentou, em termos de absorção de água, resultados inferiores e menos variáveis que o silano. Os parâmetros de rugosidade constataram que, ambos os materiais perdem seu perfil topográfico original quando tratados com parafina. Os diferentes agregados reciclados com cada hidrofugante foram aplicados em materiais cimentícios analisados no estado fresco e no estado endurecido. Os tratamentos reduziram a absorção e o consumo de água de mistura, porém afetaram negativamente as propriedades mecânicas, devido nova interface gerada (no caso específica de parafina) e falta de molhabilidade nas superfícies.

Nanocompósito de poliestireno reciclado, bentonita sódica e hemi-hidrato de sulfato de cálcio: obtenção e caracterização.

Nesta Tese foram preparados, em solução, filmes híbridos de argila e poliestireno provenientes de copos descartáveis comercializados no mercado brasileiro, com acetato de etila e glicerol. Posteriormente, foi adicionado o Hemi-hidrato de sulfato de cálcio como carga de reforço. Tanto a argila quanto o glicerol, assim como o hemihidrato de sulfato de cálcio, foram utilizados nos percentuais relativos à massa do poliestireno fragmentado correspondendo a 1%,2%, 3%,4%, 5% e 7%. Dos filmes, nos percentuais 3, 4, 5 e 7, exclui-se o percentual de 4% e os demais foram fragmentados e submetidos a extrusão, com resfriamento natural, à seco, produzindo-se grãos com os quais foi avaliado o índice de fluidez e injetados para a moldagem de corpos de prova rígidos. O desempenho dos corpos rígidos, foi comparado com os resultados do HIPS 484, e o GPPS comercializados no mercado brasileiro. Os filmes foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), além dos testes de resistência à tração, fluorescência de raios X, EDS e FTIR. Amostra do filme, ultrafino, obtido a partir da solução com o percentual de 5% foi observada ao microscópio ótico e no microscópio eletrônico de transmissão, assim como amostras de corpos rígidos microtomizadas. Nos corpos rígidos, além das análises instrumentais citadas, foram avaliadas a resistência à flexão, modulo de flexão, resistência à tração, alongamento e resistência ao impacto Izod. O desempenho sob chama foi avaliado em amostras de filme e também do corpo rígido. Resultados do DRX, e da MET foram coerentes com a bibliografia para nanocompósitos argila-polímero e, associado às respostas dos demais ensaios, indicaram um material de boa qualidade morfológica e boas propriedades mecânicas comparadas ao HIPS 484 e ao GPPS. Sob a chama o material produzido apresentou maior resistência à queima avaliado pela quantidade aparente de material residual para um mesmo tempo sob fogo. Constatou-se, também, uma boa dispersão das cargas na matriz polimérica, assim como uma adequada interação entre os elementos orgânicos e inorgânicos do material, a delaminação parcial da argila e quebra da estrutura do hemi-hidrato. Isto resultou em um bom desempenho mecânico e térmico do compósito que pode ser atribuído, tanto a uma forte influência dos íons metálicos presentes nas cargas inorgânicas, quanto às adições presentes na formulação dos copos descartáveis.

Comportamento mecânico e desempenho estrutural de materiais reciclados e estabilizados com espuma de asfalto.

Em busca de soluções estruturais para restauração de pavimentos rodoviários que que sejam eficientes, mas ao mesmo tempo que sejam econômicas e impactem o mínimo possível na dinâmica de operação da malha rodoviária, tem sido difundida a metodologia de reciclagem a frio de pavimentos com a estabilização com espuma de asfalto. A redução de custos devido a reutilização de material e a menor necessidade de transporte de insumos, além da possibilidade de realização da restauração em um curto espaço de tempo, têm contribuído para a crescente utilização do processo. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho e o comportamento mecânico de uma mistura reciclada estabilizada com espuma asfalto, para melhor entender os efeitos do confinamento e do teor de umidade do material, visto que este passa por um processo de cura quando já em serviço. Foi acompanhado um trecho experimental onde o pavimento foi restaurado com a aplicação de uma base reciclada estabilizada com espuma de asfalto. O segmento foi monitorado através do controle tecnológico de execução e de levantamentos deflectométricos com FWD. Verificou-se que as deflexões após quase 24 meses da execução do trecho reduziram consideravelmente. Paralelamente, foram realizados ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência triaxial e de deformação permanente para diferentes procedimentos de cura para verificação do efeito da saída da água nas mudanças de comportamento mecânico do material. Verificou-se ainda o efeito das tensões de confinamento no módulo de resiliência de materiais estabilizados com espuma de asfalto e determinaram-se os parâmetros de cisalhamento do material através de ensaiosTriaxiais Monotônicos. Pode-se concluir que a cura é uma consideração importante tanto com relação a sua duração, quanto com relação ao seu efeito no comportamento do material.

Improving urban park design: A comparative and analytical study addressing resources available and components necessary to improve the environmental and economic sustainability of urban parks

Urban parks have long been valued for the environmental, social, and economic benefits they provide. Increasingly, parks are also being recognized as features important for sustainable city design. This Capstone Project will identify, compare, analyze, and discuss means for designing sustainable urban parks. Recommendations for designing sustainable urban parks, based on project results, include: 1) ensure park features will support high levels of human activity; 2) use gravel to construct park trails; 3) purchase playground structures made of recycled materials; 4) plant a high number of perennials in flowerbeds and other vegetated areas; 5) plant climate-appropriate plants in vegetated areas; 6) ensure parks have high levels of plant diversity; and 7) develop future studies further exploring sustainable park design.

Triassic redbeds in the Malaguide Complex (Betic Cordillera — Spain): petrography, geochemistry and geodynamic implications

Sandstone petrography and mudstone mineralogy and geochemistry of Triassic mudstones and sandstones from continental redbeds of the Malaguide Complex (Betic Cordillera, southern Spain) provide useful information on provenance, palaeoclimate and geodynamics during the early stages of the Pangea break-up, and on their diagenetic evolution. The sandstones are quartzarenites to sub-litharenites, with minor lithic fragments and rare feldspars. The mudstone samples show a PAAS like elemental distribution. The samples likely record recycling processes from their metasedimentary basement rocks that significantly affected the weathering indices, and monitors cumulative effects, including a first cycle of weathering at the source rocks. Sandstone composition and chemical–mineralogical features of mudstones record a provenance derived from continental block and recycled orogen that were weathered under warm and episodically wet climate. Source areas were located towards the east of the present-day Malaguide outcrops, and were formed by fairly silicic rock types, made up mainly of Palaezoic metasedimentary rocks, similar to those of the Paleozoic underlying series, with subordinate contributions from magmatic–metamorphic sources, and a rare supply from mafic metavolcanic rocks. Clay-mineral distribution of mudstones is dominated by illite and illite/smectite mixed-layer that result from differences in provenance, weathering, and burial/temperature history. Illite crystallinity values, illitization of kaolinite, occurrence of typical authigenic minerals and apatite fission-track studies, coupled with a subsidence analysis of the whole Malaguide succession suggest burial depths of at least 4–6 km with temperatures of 140–160 °C, typical of the burial diagenetic stage, and confirm the Middle Miocene exhumation of the Betic Internal Domain tectonic stack topped by the Malaguide Complex.

Compositional and Geochemical Signatures for the Sedimentary Evolution of the Middle Triassic–Lower Jurassic Continental Redbeds from Western-Central Mediterranean Alpine Chains

Compositional and chemical analyses suggest that Middle Triassic–Lower Liassic continental redbeds (in the internal domains of the Betic, Maghrebian, and Apenninic chains) can be considered a regional lithosome marking the Triassic-Jurassic rift-valley stage of Tethyan rifting, which led to the Pangaea breakup and subsequent development of a mosaic of plates and microplates. Sandstones are quartzose to quartzolithic and represent a provenance of continental block and recycled orogen, made up mainly of Paleozoic metasedimentary rocks similar to those underlying the redbeds. Mudrocks display K enrichments; intense paleoweathering under a hot, episodically humid climate with a prolonged dry season; and sediment recycling. Redbeds experienced temperatures in the range of 100°–160°C and lithostatic/tectonic loading of more than 4 km. These redbeds represent an important stratigraphic signature to reconstruct a continental block (Mesomediterranean Microplate) that separated different realms of the western Tethys from Middle-Late Jurassic to Miocene, when it was completely involved in Alpine orogenesis.

Nuevos materiales absorbentes acústicos obtenidos a partir de restos de botellas de plástico

En el ámbito de acústica de la edificación es común el uso de materiales fibrosos como materiales absorbentes acústicos. Uno de estos materiales cada vez más utilizado es la lana de poliéster. Un problema que presenta el chip virgen de poliéster es que se obtiene del petróleo, cuyo precio no hace más que incrementarse en los últimos años. En este trabajo se presenta una lana de poliéster alternativa, obtenida mediante el tratamiento del PET, a través del conveniente ciclo de reciclado de botellas de plástico. Se comparan valores del coeficiente de absorción; en incidencia normal y en cámara reverberante de los materiales elaborados a partir de chip virgen y de las nuevas lanas obtenidas del PET. Además, se propone un modelo empírico de comportamiento acústico de estas nuevas lanas. Los resultados obtenidos han sido favorables, la fibra virgen ya ha sido sustituida por fibra reciclada en su proceso de fabricación.

Evaluation of Two Alternative Procedures for Measuring Airflow Resistance of Sound Absorbing Materials

It is well known that sound absorption and sound transmission properties of open porous materials are highly dependent on their airflow resistance values. Low values of airflow resistance indicate little resistance for air streaming through the porous material and high values are a sign that most of the pores inside the material are closed. The laboratory procedures for measuring airflow resistance have been stan- dardized by several organizations, including ISO and ASTM for both alternate flow and continuous flow. However, practical implementation of these standardized methods could be both complex and expensive. In this work, two indirect alternative measurement procedures were compared against the alternate flow standardized technique. The techniques were tested using three families of eco-friendly sound absorbent materials: recycled polyurethane foams, coconut natural fibres, and recycled polyester fibres. It is found that the values of airflow resistance measured using both alternative methods are very similar. There is also a good correlation between the values obtained through alternative and standardized methods.

Cobalt-Impregnated Magnetite as General Heterogeneous Catalyst for the Hydroacylation Reaction of Azodicarboxylates

Catalysts consisting of cobalt and nickel impregnated on magnetite have been prepared, characterized and used for the hydroacylation reaction of different azodicarboxylate compounds with aldehydes, using nearly stoichiometric amounts of both reagents in only 3 h. Furthermore, this reaction has been conducted with the smallest amount of catalyst. The cobalt catalyst is stable enough to be removed by magnetic decantation and recycled ten-fold without any detrimental effect on the results.

Acoustic properties of porous concrete made from arlite and vermiculite lightweight aggregates

The use of sustainable materials is becoming a common practice for noise abatement in building and civil engineering industries. In this context, many applications have been found for porous concrete made from lightweight aggregates. This work investigates the acoustic properties of porous concrete made from arlite and vermiculite lightweight aggregates. These natural resources can still be regarded as sustainable since they can be recycled and do not generate environmentally hazardous waste. The experimental basis used consists of different type specimens whose acoustic performance is assessed in an impedance tube. Additionally, a simple theoretical model for granular porous media, based on parameters measurable with basic experimental procedures, is adopted to predict the acoustic properties of the prepared mixes. The theoretical predictions compare well with the absorption measurements. Preliminary results show the good absorption capability of these materials, making them a promising alternative to traditional porous concrete solutions.

Palladium(II) oxide impregnated on magnetite as a catalyst for the synthesis of 4-arylcoumarins via a Heck-arylation/cyclization process

Heck-arylation/cyclization was achieved using heterogeneous palladium(II) oxide impregnated on magnetite catalyst (2.5 mol%) with a lower catalyst loading than that reported for similar processes. Ethanol was used as a non-toxic and bio-renewable solvent. Good yields were afforded using a broad range of substrates (40–98%). The catalyst could be partially recycled, and analyses confirmed the almost total reduction of palladium(II) oxide to palladium(0) as well as the iodine poissoning effect, which is the main barrier to complete recyclability.

Silica Microparticles Supported Gold and Copper Ferrite Nanoparticles: A Magnetically Recyclable Bimetallic Catalyst for Sonogashira Reaction

Novel silica supported gold and copper ferrite nanoparticles (NPs) have been synthesized, characterized and used as a separable dual catalyst in Sonogashira type reaction. These Au.CuFe2O4@Silica NPs show a high efficiency as catalyst in the alkynylation not only of aryl iodides but also aryl bromides. By using only 0.5 mol% loading and t-BuOK as base in N,N-dimethylacetamide as solvent, aryl iodides react at 115 ºC in 1 d, whereas for aryl bromides the cross-coupling takes place at 130 ºC in 2 d. The catalyst can be successfully recycled using an external magnet for four consecutive runs.

Concreto com agregados reciclados de borracha de pneu: resistência à compressão a altas temperaturas

A sustentabilidade é uma preocupação para a indústria da construção civil, uma vez que é responsável pelo consumo de uma grande quantidade de recursos naturais e por impactos ambientais. Assim, a utilização de agregados reciclados em substituição dos agregados naturais mostra-se benéfica ao minimizar os impactos ambientais, o consumo de recursos naturais e na redução de alguns problemas urbanos associados à acumulação de lixo. Neste contexto, o trabalho de investigação desenvolvido teve como objetivo o estudo da utilização de agregados reciclados de borracha de pneu na composição do concreto, contribuindo com uma alternativa sustentável para o problema do depósito de pneus após a sua vida útil. O trabalho laboratorial realizado compreendeu ensaios de resistência à compressão do concreto. Estudaram-se três composições de concreto, uma composição de referência, uma composição com uma taxa de substituição de 15% e outra com taxa de substituição de 30% de agregados naturais por agregados reciclados de borracha de pneu usados. Os diferentes provetes de concreto foram submetidos a vários níveis de carregamento (0,15fcd; 0,3fcd e 0,7fcd) e a diferentes níveis de temperatura (20, 300, 500 e 700ºC). Os resultados obtidos permitiram verificar que o aumento da percentagem de agregados de borracha reciclados de pneu inserido no concreto conduz a um aumento do controlo de fendilhação e minimiza o surgimento de fissuração de origem térmica.

Investigation on performance characteristics of dense graded hot mix asphalt with RAP and Crumb Rubber

The use of recycled materials in asphalt mixtures such as reclaimed asphalt pavements (RAP) have become widely accepted as a replacement for virgin asphalt binder or virgin aggregates. In this study, the RAP content was 30%, and CR additives were blended with the soft unmodified binder by using dry processes. The objective of this study was to investigate and evaluate the engineering properties of dry method application of crumb rubber influences on reclaimed asphalt pavement (RAP) mixtures. To evaluate the effect of rubber-bitumen interaction on the mixture’s mechanical properties, a laboratory investigation has been conducted on a range of dense graded and 30% RAP by dry process crumb rubber modified (CRM) asphalt mixtures containing 0% (control), 1% crumb rubber by the total aggregate mass. The experimental program in this research include the binder extraction for estimating the amount of aged binder in the both fine and coarse RAP material. Before extracting the binder the RAP sieve analysis, have been done to provide the Black grading curve. In continue after the binder extraction the material sieved again to providing the white curve. The comparison of Black and White curve indicated that there is a remarkable difference between the aggregate grading even for the fine RAP. The experimental program was continued by fabricating 12 specimens in different 4 types of mixtures. For the first group no RAP, no rejuvenator and no crumb rubber were used. For the second group 30% of virgin aggregates substituted by RAP material and the third group was similar to the second group just with 0.01% rejuvenator. the forth group was the group, which in that the specimens contain RAP, rejuvenator and crumb rubber. Finally the specimens were tested for Indirect tensile strength. The results indicated that the addition of crumb rubber increased the optimum amount of binder in the mixture with 30% RAP.