Influence of soil organic amendments on suppression of the burrowing nematode, Radopholus similis, on the growth of bananas.

Radopholus similis is a major constraint to banana production in Australia and growers have relied on nematicides to manage production losses. The use of organic amendments is one method that may reduce the need for nematicides, but there is limited knowledge of the influence of organic amendments on endo-migratory nematodes, such as R. similis. Nine different amendments, namely, mill mud, mill ash, biosolids, municipal waste compost, banana residue, grass hay, legume hay, molasses and calcium silicate were applied to the three major soil types of the wet tropics region used for banana production. The nutrient content of the amendments was also determined. Banana plants were inoculated with R. similis and grown in the soil-amendment mix for 12-weeks in a glasshouse experiment. Assessments of plant growth, plant-parasitic nematodes and soil nematode community characteristics were made at the termination of the experiment. Significant suppression of plant-parasitic nematodes occurred in soils amended with legume hay, grass hay, banana residue and mill mud relative to untreated soil. These amendments were found to have the highest N and C content. The application of banana residue and mill mud significantly increased shoot dry weight at the termination of the experiment relative to untreated soil. Furthermore, the applications of banana residue, grass hay, mill mud and municipal waste compost increased the potential for suppression of plant-parasitic nematodes through antagonistic activity. The application of amendments that are high in C and N appeared to be able to induce suppression of plant-parasitic nematodes in bananas, by developing a more favourable environment for antagonistic organisms.

Reaction product of lime and silica from rice husk ash

Rice husk ash (about 95% silica) with known physical and chemical characteristics has been reacted with lime and water. The setting process for a lime-excess and a lime-deficient mixture has been investigated. The product of the reaction has been shown to be a calcium silicate hydrate, C-S-H(I)+ by a combination of thermal analysis, XRD and electron microscopy. Formation of C-S-H(I) accounts for the strength of lime-rice husk ash cement.

An experimental study on the load carrying capacity of cold-formed steel studs and panels

A full-scale experimental study on the structural performance of load-bearing wall panels made of cold-formed steel frames and boards is presented. Six different types of C-channel stud, a total of 20 panels with one middle stud and 10 panels with two middle studs were tested under vertical compression until failure. For panels, the main variables considered are screw spacing (300 mm, 400 mm, or 600 mm) in the middle stud, board type (oriented strand board - OSB, cement particle board - CPB, or calcium silicate board - CSB), board number (no sheathing, one-side sheathing, or two-side sheathing), and loading type (1, 3, or 4-point loading). The measured load capacity of studs and panels agrees well with analytical prediction. Due to the restraint by rivet connections between stud and track, the effective length factor for the middle stud and the side stud in a frame (unsheathed panel) is reduced to 0.90 and 0.84, respectively. The load carrying capacity of a stud increases significantly whenever one- or two-side sheathing is used, although the latter is significantly more effective. It is also dependent upon the type of board used. Whereas panels with either OSB or CPB boards have nearly identical load carrying capacity, panels with CSB boards are considerably weaker. Screw spacing affects the load carrying capacity of a stud. When the screw spacing on the middle stud in panels with one-side sheathing is reduced from 600 mm to 300 mm, its load carrying capacity increases by 14.5 %, 20.6% and 94.2% for OSB, CPB and CSB, respectively.

Evolução geológica do Complexo Quirino, Terreno Paraíba do Sul, Setor Central da Faixa Ribeira, com base em dados isotópicos de Sm-Nd e Sr

A área estudada está inserida na Faixa Ribeira, Segmento Central da Província Mantiqueira (Almeida et al., 1973, 1977, 1981), que representa um cinturão de dobramentos e empurrões gerado no Neo-proterozóico/Cambriano, durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco (Almeida, 1971, 1977; Cordani et al., 1967, 1973; Cordani & Brito Neves, 1982; Teixeira & Figueiredo, 1991). Neste contexto, o Complexo Quirino é o embasamento retrabalhado do Terreno Paraíba do Sul (Heilbron et al., 2004). O Complexo Quirino é formado por extensos corpos de ortognaisses foliados a homogêneos, leuco a mesocráticos, de granulometria média à grossa, composicionalmente variando entre granitóides tonalíticos/granodioríticos a graníticos, e apresentando enclaves de rochas ultramáficas, máficas e cálcio-silicáticas (ricas em tremolita). Os ortognaisses tonalíticos/granodioríticos apresentam porfiroblastos de plagioclásio e a hornblenda como máfico principal, contrastando com os de composição granítica que apresentam porfiroblastos de K-feldspato e biotita predominante. Como acessórios aparecem zircão, titanita, apatita e epidoto. Também estão associados a estes ortognaisses, granitóides neoproterozóicos que formam corpos individualizados ou lentes anatéticas no conjunto paleoproterozóico. Estes são compostos predominantemente por biotita gnaisse e hornblenda-biotita gnaisse. A análise litogeoquímicas dos ortognaisses do Complexo Quirino demonstrou a existência de duas séries magmáticas distintas. A primeira pertencente à série cálcio-alcalina de alto-K apresenta uma composição mais expandida granítica-adamelítica/granodioritica/tonalítica e é correlacionável aos bt-ortognaisses e alguns hb-bt-ortognaisses. Os ortognaisses da série médio-K apresentam composição predominantemente tonalítica, sendo correlacionáveis à maioria dos hornblenda-biotita gnaisses. Enclaves lenticulares de metapiroxeníticos e anfibolíticos ocorrem em muitos afloramentos. Também ocorrem granitóides neoproterozóicos de composição graníticas a quartzo-monzoníticas O estudo isotópico de Sm-Nd e Sr demonstrou que os ortognaisses da série cálcio-alcalina de alto-K e aqueles da série cálcio-alcalina de médio-K possuem idades modelo TDM variando entre paleoproterozóicas a arqueanas, consistentes com dados U-Pb em zircão publicados na literatura. A série cálcio-alcalina de alto-K é mais antiga (2308 9,2 Ma a 2185 8 Ma) do que a série calcio-alcalina de médio-K (2169 3 a 2136 14 Ma) e a existência de zircões herdados com idades mínimas de 2846 Ma e 2981 Ma para série de médio-K e 3388 16 para série de alto-K. Os granitóides brasilianos possuem idades de cristalização neoproterozóica correlacionada a Orogênese Brasiliana (602 a 627 Ma) (Viana, 2008; Valladares et al., 2002)./Com base nos dados de Sr e Sm-Nd foi possível caracterizar 4 grupos distintos. Os grupos 1 e 2 são formados por rochas de idade paleoproterozóica (2,1 a 2,3 Ga) com idades modelo TDM variando de 2,9 e 3,4 Ga, εNd entre -8,1 e -5,8 e 87Sr/86Sr(t) = 0,694707 (Grupo 1) e TDM variando de 2,5 a 2,7 Ga, εNd entre -5,8 e -3,1 e 87Sr/86Sr(t) = 0,680824 (Grupo 2), formados no paleoproterozóico com contribuição de uma crosta arqueana. O grupo 3 é formado por rochas juvenis de idade paleoproterozóica, com idades de cristalização variando entre 2,0 e 2,2 Ga e com idades modelo TDM variando de 2,1 a 2,2 Ga e εNd entre + 1,5 e + 1,2. O grupo 4 é formado durante o neoproterozóico (645 Ma) por rochas possivelmente de idade paleoproterozóico com idades modelo TDM igual a 1,7 Ga e εNd igual a -8,3.

Properties and microstructure of GGBS-magnesia pastes

Reactive magnesia (MgO) was used as an alkali activator for ground granulated blast-furnace slag (GGBS) and its activating efficiency was investigated compared with hydrated lime. GGBS-MgO and GGBS-hydrated lime paste samples with different compositions and different water to solid ratios were prepared and cured for different periods. A range of tests was conducted to investigate the properties and microstructure of the pastes, including compressive strength, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, energy dispersive X-ray and thermogravimetric analysis. The results showed that the reactive MgO acts as an effective alkali activator of GGBS, achieving higher 28-day compressive strength than that of the corresponding GGBS-hydrated lime system. The extensive microstructural investigation indicated that the main hydration product of reactive MgO-activated GGBS and hydrated lime-activated GGBS systems was hydrated calcium silicate, but there was much more hydrotalcite present in the former, which contributed to its superior 28-day compressive strength.

Immobilisation of heavy metal in cement-based solidification/stabilisation: a review

Heavy metal-bearing waste usually needs solidification/stabilization (s/s) prior to landfill to lower the leaching rate. Cement is the most adaptable binder currently available for the immobilisation of heavy metals. The selection of cements and operating parameters depends upon an understanding of chemistry of the system. This paper discusses interactions of heavy metals and cement phases in the solidification/stabilisation process. It provides a clarification of heavy metal effects on cement hydration. According to the decomposition rate of minerals, heavy metals accelerate the hydration of tricalcium silicate (C3S) and Portland cement, although they retard the precipitation of portlandite due to the reduction of pH resulted from hydrolyses of heavy metal ions. The chemical mechanism relevant to the accelerating effect of heavy metals is considered to be H+ attacks on cement phases and the precipitation of calcium heavy metal double hydroxides, which consumes calcium ions and then promotes the decomposition Of C3S. In this work, molecular models of calcium silicate hydrate gel are presented based on the examination of Si-29 solid-state magic angle spinning/nuclear magnetic resonance (MAS/NMR). This paper also reviews immobilisation mechanisms of heavy metals in hydrated cement matrices, focusing on the sorption, precipitation and chemical incorporation of cement hydration products. It is concluded that further research oil the phase development during cement hydration in the presence of heavy metals and thermodynamic modelling is needed to improve effectiveness of cement-based s/s and extend this waste management technique. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Cement As a Waste Form for Nuclear Fission Products: The Case of 90Sr and Its Daughters

One of the main challenges faced by the nuclear industry is the long-term confinement of nuclear waste. Because it is inexpensive and easy to manufacture, cement is the material of choice to store large volumes of radioactive materials, in particular the low-level medium-lived fission products. It is therefore of utmost importance to assess the chemical and structural stability of cement containing radioactive species. Here, we use ab initio calculations based on density functional theory (DFT) to study the effects of ⁹⁰Sr insertion and decay in C-S-H (calcium-silicate-hydrate) in order to test the ability of cement to trap and hold this radioactive fission product and to investigate the consequences of its β-decay on the cement paste structure. We show that ⁹⁰Sr is stable when it substitutes the Ca²⁺ ions in C-S-H, and so is its daughter nucleus ⁹⁰Y after β-decay. Interestingly, ⁹⁰Zr, daughter of ⁹⁰Y and final product in the decay sequence, is found to be unstable compared to the bulk phase of the element at zero K but stable when compared to the solvated ion in water. Therefore, cement appears as a suitable waste form for ⁹⁰Sr storage.

Novel microporous silicates and mesoporous MCM materials derivatised with inorganic and organometallic complexes

Os materiais microporosos e mesoporosos são potenciais catalisadores heterogéneos. Os zeólitos e outros materiais microporosos do tipo zeolítico tradicionais, têm átomos tetracoordenados no esqueleto. Nos últimos anos, um vasto número de titanossilicatos contendo Ti(IV) hexacoordenado e Si(IV) tetracoordenado, com estruturas tridimensionais, têm sido alvo de grande interesse. Um dos objectivos desta tese foi preparar silicatos microporosos, contendo átomos metálicos com número de coordenação superior a quatro, e possuindo quer novas estruturas quer propriedades físicas e químicas interessantes. Neste contexto, foi preparado um novo ítriossilicato de sódio, AV-1, análogo do raro mineral montregianite, Na4K2Y2Si16O38·10H2O. Este material é o primeiro sólido microporoso que contem quantidades estequiométricas de sódio (e ítrio) no esqueleto. Foi, também, sintetizado um silicato de cério, AV-5, análogo estrutural do mineral montregianite com potencial aplicação em optoelectrónica. Nesta tese é, ainda, descrita a síntese e caracterização estrutural de um silicato de cálcio hidratado, AV-2, análogo do raro mineral rhodesite (K2Ca4Na2Si16O38.12H2O). Na continuação do trabalho desenvolvido em Aveiro na síntese de novos titanossilicatos surgiu o interesse de preparar novos zirconossilicatos microporosos por síntese hidrotérmica. Foram preparados dois novos materiais análogos dos minerais petarasite Na5Zr2Si3O18(Cl,OH)·2H2O (AV-3) e kostylevite, K2Si3O9·H2O (AV-8). Foram, também, obtidos análogos sintéticos dos minerais parakeldyshite e wadeite, por calcinação a alta temperatura de AV-3 e de umbite sintética. A heterogeneização de complexos organometálicos na superfície de materiais mesoporosos do tipo M41S permite associar a grande actividade catalítica e a presença de sítios activos localizados típicos dos complexos organometálicos, com a robustez e fácil separação, características dos materiais mesoporosos siliciosos. Nesta dissertação relata-se a derivatização dos materiais MCM-41 e MCM-48 através da reacção de [SiMe2{(h5-C5H4)2}]Fe e [SiMe2{(h5-C5H4)2}]TiCl2 com os grupos silanol das superfícies mesoporosas. Os materiais MCMs derivatizados com ansa-titanoceno foram testados na epoxidação de cicloocteno a 323 K na presença de hidrogenoperóxido de t-butilo. Estudou-se a heterogeneização dos sais de complexos com ligação metal-metal [Mo2(MeCN)10][BF4]4, [Mo2(m-O2CMe)2(MeCN)6][BF4]2 e [Mo2(m- O2CMe)2(dppa)2(MeCN)2][BF4]2 via imobilização nos canais do MCM-41. A imobilização dos catalisadores homogéneos na superfície do MCM-41 envolve a saída dos ligandos nitrilo lábeis, preferencialmente em posição axial, através da reacção com os grupos Si-OH da sílica. Verificou-se que a ligação Mo-Mo se mantém intacta nos produtos finais. É provável que estes materiais sejam eficientes catalisadores heterogéneos em reacções de polimerização. As técnicas de caracterização utilizadas nesta tese foram a difracção de raios-X de pós, a microscopia electrónica de varrimento, a espectroscopia de ressonância magnética nuclear do estado sólido (núcleos 13C, 23Na e 29Si), as espectroscopias de Raman e infravermelho com transformadas de Fourier, as análises termogravimétricas e as análises de adsorção de água e azoto.

Formulation development and characterization of liquisolid tablets containing clozapine

L’objectif de ce projet était de développer une formulation liquisolide (LS) de clozapine ayant des propriétés de dissolution améliorées et évaluer sa stabilité et ainsi que sa robustesse à la modification d’excipients. Le propylène glycol (PG), la cellulose microcrystalline (MCC) et le glycolate d’amidon sodique (SSG) ont été utilisés respectivement en tant que véhicule liquide non volatile, agent de masse et agent désintégrant pour la préparation de comprimés LS. Le dioxyde de silicium colloïdal (CSD), le silicate de calcium (CS) et l'aluminométasilicate de magnésium (MAMS) ont été choisis comme agents d’enrobage sec. La caractérisation complète des mélanges et des comprimés a été effectuée. Le taux de libération des comprimés LS était statistiquement supérieur à celui des comprimés réguliers. La surface spécifique des matériaux d’enrobage avait un effet sur les propriétés d’écoulement des mélanges et la taille des particules des matériaux d’enrobage a eu un effet sur la vitesse de dissolution. Le ratio support/enrobage du mélange de poudres (valeur de R) était un paramètre important pour les systèmes LS et devait être plus grand que 20 afin d’obtenir une meilleure libération du médicament. La formulation choisie a démontré une stabilité pour une période d’au moins 12 mois. La technique LS s’est avéré une approche efficace pour le développement de comprimés de clozapine ayant des propriétés de dissolution améliorées. Les comprimés oro-dispersibles (ODT) sont une formulation innovante qui permettent de surmonter les problèmes de déglutition et de fournir un début d'action plus rapide. Dans l’optique d’améliorer les propriétés de dissolution, un essai a été effectué pour étudier la technique LS dans la formulation des ODT de clozapine. Le PG, la MCC, le CSD et la crospovidone (CP) ont été utilisés respectivement en tant que véhicule liquide non volatile, agent de masse, agent d’enrobage sec et agent superdésintégrant pour la préparation de comprimés oro-dispersibles liquisolides (OD-LST). Le mannitol a été choisi comme agent de masse et agent édulcorant. La saccharine de sodium a été utilisée comme agent édulcorant. La caractérisation complète des comprimés a été effectuée. Le taux de libération des OD-LSTs était statisquement supérieur comparativement aux comprimés ODTs. La formulation choisie a démontré une stabilité pour une période d’au moins 6 mois. Il a été conclu que des ODT de clozapine peuvent être préparés avec succès en utilisant la technologie LS dans le but d’améliorer la désintégration et le taux de dissolution de la clozapine dans la cavité orale.

Adição do resíduo de biomassa da cana-de-açúcar em pastas para cimentação de poços petrolíferos produtores de óleos pesados

The Potiguar basin has large fields of viscous oil where the used method for recovering is based on vapor injection; this operation is carried out by injecting vapor in the oilwell directly, without the protection of a revetment through thermal insulation, what causes its dilation and, consequently, cracks in the cement placed on the annular, and lost of hydraulic insulation; this crack is occasioned by the phenomenon of retrogression of the compressive resistance due to the conversion of the hydrated calcium silicate in phases calcium-rich, caused by the high temperatures in the wells, subjected to thermal recuperation. This work has evaluated the application of composite pastes with addition of residue of biomass of ground sugar-cane bagasse as anti-retrogression mineral admixture for cementation of oil-wells subjected to thermal recuperation. The addition of the mineral residue was carried out considering a relative amount of 10, 20, 30, 40 and 59% in relation to cement mass, trying to improve the microstructure of the paste, still being developed a reference paste only with cement and a paste with addition of 40% of silica flour - renowned material in the oil industry as anti-retrogression additive. Pozzolanic activity of the ash was evaluated through XRD, TG/DTG, as the resistance to compression, and it was also determined the physical and mechanical behavior of the pastes when submitted to cure at low temperatures (22 and 38º C); besides it was evaluated the behavior of the pastes when submitted to two cycles of cure at high temperature (280ºC) and pressure (7 MPa). It was verified that the ash of the sugar-cane biomass presents pozzolanic reaction and has great efficiency in decrease the permeability of the paste by filler effect, as well as that addition of ash in a relative amount of 10, 20 e 30% increases cured compressive resistance at low temperatures. It was also showed that the ash in a relative amount of 40% and 59% has very significant efficiency as anti-retrogression additive, since it prevents the decrease of compressive resistance and forms hydrated calcium silicate type xenotlita and tobermorita which have more resistance and stability in high temperatures

Macronutrients in Marandu Palisade Grass as Influenced by Lime, Slag, and Nitrogen Fertilization

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito da escória, calcário e nitrogênio na absorção de silício e na produção do capim-marandu

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Nitrogen and silicon fertilization of upland rice

O silício não é considerado um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, entretanto, sua absorção traz inúmeros benefícios, principalmente ao arroz, como aumento da espessura da parede celular, conferindo resistência mecânica a penetração de fungos, melhora o ângulo de abertura das folhas tornando-as mais eretas, diminuindo o auto-sombreamento e aumentando a resistência ao acamamento, especialmente sob altas doses de nitrogênio. O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da adubação nitrogenada e silicatada nos componentes vegetativos, nos componentes da produção, na altura da planta e na produtividade da cultivar de arroz IAC 202. O experimento foi constituído da combinação de três doses de nitrogênio (5, 75 e 150 mg de N kg-1 de solo) aplicado na forma de uréia e quatro doses de silício (0, 200, 400 e 600 mg de SiO2 kg-1 de solo), aplicado na forma de silicato de cálcio. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 ´ 4 (N = 5). A adubação nitrogenada aumentou o número de colmos e panículas por metro quadrado e o número total de espiguetas, refletindo na produtividade de grãos. O perfilhamento excessivo causado pela adubação nitrogenada inadequada causou redução na porcentagem de colmos férteis, na fertilidade das espiguetas e da massa de grãos. A adubação silicatada reduziu o número de espiguetas chochas por panícula e aumentou a massa de grãos sem, contudo, refletir na produtividade de grãos.

Teores de silício no solo e na planta de arroz de terras altas com diferentes doses de adubação silicatada e nitrogenada

O Si não é elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, porém sua absorção pode trazer inúmeros benefícios para culturas acumuladoras de Si, como o arroz. Entretanto, considerando o avançado grau de intemperização em que se encontram os solos tropicais, os teores de Si disponível nestes solos são baixos. O objetivo deste trabalho foi avaliar, na cultura do arroz de terras altas sob condições de túnel plástico, o efeito de doses de Si e de N na produção de matéria seca, na produtividade de grãos, no teor de N, nos teores de Si no solo e na planta e na quantidade de Si extraído do solo. Os tratamentos foram constituídos por três doses de N (5, 75 e 150 mg kg-1 de N), tendo como fonte a uréia e quatro doses de Si (0, 200, 400 e 600 mg kg-1 de SiO2) tendo como fonte o silicato de cálcio (Wollastonita). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com esquema fatorial 3 x 4, com cinco repetições. O acúmulo de matéria seca, a produtividade de grãos e os teores de N na planta não foram influenciados pelas doses de Si. O incremento da adubação nitrogenada aumentou a produção de matéria seca, a produtividade de grãos e o teor de N na planta, porém nenhum efeito foi encontrado para os teores de Si no solo. Houve interação N x Si para os teores de Si na planta e para a quantidade de Si acumulado pelas plantas.