Abstract Fish scales of the Arapaima gigas (pirarucu) species were heat-treated to obtain natural hydroxyapatite (HAp), and it was doped with niobium (Nb) by physical ultrasound interference to confirm an effective route to the production of Nb-doped HAp powders. The effect of ultrasound application on doping was investigated. The structure of the powders was elucidated using X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy, IR spectroscopy, and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). XRD results of Nb-doped HAp powders were compared with undoped natural hydroxyapatite and ICSD-26204 standard as controls. The crystallinity of Nb-doped HAp powders increased from 39% to 51% after the ultrasound application. IR spectroscopy confirmed hydroxyl, carbonate, and phosphate functional groups in the sample. Results obtained by XRF confirmed the ionic substitution of Ca for Nb with an average content of 1%. Therefore, the effectiveness of the synthesis route was confirmed to produce hydroxyapatite-niobium crystalline powder with physicochemical integrity as a potential biomaterial for bone implant application.

Resumo As argamassas de revestimento aplicadas ao restauro de obras e edifícios históricos devem ser compatíveis com os materiais pré-existentes, contribuindo com a preservação e reabilitação do patrimônio edificado sem comprometimento de seu valor arquitetônico. As argamassas mais empregadas no restauro de edifícios antigos são os traços de cal e agregado miúdo na razão de 1:3 por não serem tão duras quanto as de cimento. O desempenho e a durabilidade dessas argamassas podem ser melhorados, reduzindo o número de intervenções. A adição de resíduos finos pode contribuir com estes objetivos por meio do preenchimento de poros da argamassa no estado endurecido. O resíduo do polimento do porcelanato (RPP) possui granulometria fina e pode ser aplicado substituindo parcialmente o agregado miúdo. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da adição de RPP em argamassas de restauro à base de cal, substituindo o agregado fino. Concentrações entre 5 e 30% foram estudadas e o comportamento comparado ao da argamassa padrão. Foram realizados ensaios de consistência, densidade de massa aparente, retenção de água e teor de ar incorporado no estado fresco. Para a avaliação do estado endurecido, foram moldados corpos de prova prismáticos ensaiados aos 90 dias de idade para avaliação da resistência mecânica à tração, flexão e compressão e aderência. Todos os ensaios realizados são normatizados pela ABNT. Os resultados mostraram que a substituição de areia por RPP resultou em maior densidade e compacidade em consequência da diminuição no teor de ar incorporado. As argamassas com concentrações de RPP entre 10 e 20% apresentaram melhor conjunto de propriedades no estado endurecido, com ganho em retração livre, maior resistência mecânica e aderência. A adição de RPP em substituição parcial da areia resultou em argamassas com melhor desempenho que sugere maior durabilidade, contribuindo para o restauro arquitetônico e preservação do patrimônio histórico com menor número de intervenções.

Abstract Mortar coatings applied to historic buildings and artwork must be compatible with the pre-existing materials, thus contributing with both the restoration and preservation of heritage without affecting its architectonic value. Lime mortars consisting of fine aggregate ratio of 1:3 are softer than cement mortars and therefore more adequate for restoration. The performance and durability of the conventional lime mortar can be further improved in order to reduce the number of interventions. The addition of fine residues can contribute to this goal as they fill the pores of the hardened mortar. The residue of porcelain tile polishing (RPP) is a fine material and can be added to the mortar partially replacing the fine aggregate. Therefore, the present study aimed at evaluating the effect of the addition of RPP on the fresh and hardened states of the lime mortar. Contents from 5 to 30 wt% of RPP were investigated and the properties of the corresponding mortars were compared to those of the conventional mortar. In the fresh state, consistency, density, water retention and air content were measured. Rectangular samples of each mortar composition were then dried and aged during 90 days to analyze the mechanical strength and adherence. All tests are standardized by ABNT. The results revealed that mortars containing RPP depicted higher density and compactness as a consequence of the reduction in the air content. Mortars with RPP contents between 10 and 20% showed enhanced properties in the hardened state compared to the RPP-free mortar, including better retraction behavior, higher mechanical and adherence strength. The addition of RPP, partially replacing the fine aggregate in lime mortar, resulted in mortar compositions with improved overall behavior for restoration, and possibly longer durability, thus contributing to the architectural restoration and preservation of historical heritage with fewer interventions.

Resumo Este trabalho teve como objetivo caracterizar o sedimento proveniente de dragagem de canais pluviais (SCP), do município de Salvador-BA, visando sua máxima substituição pela argila em cerâmica estrutural, uma vez que essa mistura binária faz parte do projeto piloto da massa padrão, na pesquisa da formulação de blocos intertravados cerâmicos. Inicialmente o sedimento foi submetido aos ensaios de índice de plasticidade, analise química por fluorescência de raios X, análise mineralógica por difração de raios X, analise térmica e granulométrica. A morfologia do material foi analisada utilizando-se microscopia eletrônica de varredura, acompanhada de espectroscopia de energia dispersiva. Em seguida foram feitas adições de sedimento (SCP) a uma argila do município de Candeias-BA, nas proporções de 10, 20, 30 e 40% em massa. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial nas dimensões 60 mm x 20 mm, com pressão de compactação de 25 MPa, sendo que o material foi umidificado com 8% de água. A queima foi realizada em forno resistivo a 850, 950 e 1050 °C, com taxa de aquecimento de 5 °C/min. As propriedades avaliadas foram retração linear, absorção de água e módulo de ruptura à flexão. Os resultados indicaram que é possível a utilização do SCP em cerâmica estrutural, mediante os pré-requisitos exigidos em normas, na fabricação de telhas, blocos de vedação e tijolos.

Abstract The aim of this study was to characterize sediment from the dredging of stormwater channels (SCP) in the city of Salvador, Bahia, aiming its maximum replacement by clay in structural ceramics, since this binary mixture is part of the pilot project of the standard mass, in the research of interlocked block ceramic formulation. Initially, the sediment was submitted to the following tests: plasticity index; chemical analysis by X-ray fluorescence; mineralogical analysis by X-ray diffraction; thermal and particle size analyses. The morphology of the material was analyzed by scanning electron microscopy, coupled with energy dispersive spectroscopy. Then, sediment (SCP) was added to clay from the municipality of Candeias, Bahia, in the proportions of 10, 20, 30 and 40 wt%. Specimens were prepared by uniaxial pressing in dimensions of 60 mm x 20 mm, with compacting pressure of 25 MPa, and the material was humidified with 8% of water. Firing was conducted in resistive furnace at temperatures of 850, 950 and 1050 ºC, with 5 ºC/min heating rate. The properties evaluated were: linear shrinkage; water absorption and modulus of rupture. The results indicated the possibility of using SCP in structural ceramics by the prerequisites required in standards, in the manufacture of tiles, sealing blocks and bricks.