Resumo O silicato de sódio é a fonte complementar utilizada na reação de geopolimerização. Entretanto, esse reagente é produzido em alta temperatura ou em autoclave a alta pressão, o que gera muito impacto ambiental. Visando a produção de geopolímeros mais ecológicos, produziu-se um silicato de sódio alternativo (ASW) a partir da dissolução da sílica presente na cinza de casca de arroz (CCA). Foram preparados geopolímeros nas razões molares SiO2/Al2O3 de 3,0, 3,5 e 4,0 e com concentrações de NaOH de 8 e 10 M. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de resistência à compressão (7 e 28 dias), FTIR e DRX. O desempenho mecânico dos geopolímeros produzidos com ASW foi semelhante aos produzidos com silicato de sódio comercial. A análise do comportamento mecânico e dos espectros de infravermelho sugeriu que ocorreu maior dissolução da CCA com o aumento da relação molar SiO2/Al2O3 e da concentração do álcali.

Abstract Sodium silicate is a complementary source used in the geopolymerization reaction. However, this reagent is produced at high temperature or in an autoclave at high pressure, which generates a significant environmental impact. Aiming the production of greener geopolymers, an alternative sodium silicate (ASW) from the dissolution of silica present in rice husk ash (RHA) was produced. Geopolymers were prepared at SiO2/Al2O3 molar ratios of 3.0, 3.5, and 4.0, and concentrations of 8 and 10 M NaOH. The specimens were subjected to compressive strength (7 and 28 days), FTIR and XRD tests. The mechanical performance of ASW-produced geopolymers was similar to those made with commercial sodium silicate. Analysis of the mechanical behavior and infrared spectra suggested that there was a greater dissolution of RHA with increasing SiO2/Al2O3 molar ratio and alkali concentration.

Resumo Materiais cimentícios alternativos podem reduzir potencialmente o impacto ambiental da extração de cal e a produção de cimento Portland. Resíduos de cerâmica vermelha podem ser triturados em partículas finas e usados como fíler ou adição pozolânica em argamassas de cimento Portland e cal. Este estudo apresenta a avaliação da atividade pozolânica do resíduo de cerâmica vermelha por métodos físico-químicos e mecânicos. O resíduo avaliado apresentou alta atividade pozolânica e ausência de sódio, além de consumir 32% de CaO conforme o teste Chapelle adaptado. A resistência apresentada no teste de atividade pozolânica com cal foi de 7,1 MPa aos 7 dias. A resistência à compressão de misturas com 25% de substituição de cimento Portland por resíduo de cerâmica vermelha foi 11% maior em comparação com a da composição de referência. O resíduo de cerâmica vermelha apresentou características adequadas para uso na produção de grandes volumes de argamassas à base de cimento Portland e cal comumente utilizadas na construção civil.

Abstract Alternative cementitious materials can potentially reduce the environmental impact of the extraction of lime and the hazardous production of Portland cement. Red ceramic waste can be comminuted to fine particles with both filler and pozzolanic activity and used in Portland and lime mortars. This study presents the evaluation of the pozzolanic activity of red ceramic waste by physicochemical and mechanical methods using Portland cement and lime mortars. The evaluated waste depicted high pozzolanic activity and absence of Na2O, and consumed 32% of CaO according to the adapted Chapelle test. The compressive strength recorded in the pozzolanic activity test with lime was 7.1 MPa at 7 days. Moreover, the compressive strength of mixes with 25% replacement of Portland cement by red ceramic waste was 11% higher than the reference waste-free composition. The red ceramic waste depicted adequate characteristics to be used in the production of large volumes of Portland and lime mixes commonly employed in the civil construction.

Resumo O recente aumento da indústria da construção civil transformou o concreto em uma escolha ideal para reciclar vários resíduos que anteriormente eram descartados no meio ambiente. Entre os vários produtos, os resíduos de polimento de porcelanato, calcário e borracha de pneus são candidatos potenciais para substituir agregados miúdos nas misturas convencionais. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da adição de diferentes teores desses resíduos no concreto leve, onde a argila expandida substituiu a brita. Para tal, foram realizados ensaios de abatimento, resistência à compressão, densidade, índice de vazios, porosidade e absorção. As densidades de todas as formulações de concreto estudadas foram 10% inferiores às do concreto leve (<1,850 kg/m³). No entanto, misturas contendo 10 a 15% de resíduos combinados representaram redução da absorção, índice de vazios e porosidade em pelo menos 17% em comparação com o concreto convencional. A resistência de tais formulações atingiu 27 MPa aos 28 dias com consistência de 9 a 12 cm, indicando consistência adequada e aumento na resistência à compressão. Além disso, a combinação de baixa porosidade, absorção e vazios sugeriu maior durabilidade ao concreto.

Abstract The recent increase in the construction industry has transformed concrete into an ideal choice to recycle a number of residues formerly discarded into the environment. Among various products, porcelain tile polishing, limestone and tire rubber residues are potential candidates to replace the fine aggregate of conventional mixtures. The aim of this study was to investigate the effect of the addition of varying contents of these residues in lightweight concrete where expanded clay replaced gravel. To that end, slump, compressive strength, density, void ratio, porosity and absorption tests were carried out. The densities of all concrete formulations studied were 10% lower to that of lightweight concrete (<1.850 kg/m³). Nevertheless, mixes containing 10 to 15% of combined residues reduced absorption, void ratio and porosity, at least 17% lower compared to conventional concrete. The strength of such formulations reached 27 MPa at 28 days with consistency of 9 to 12 cm, indicating adequate consistency and increased strength. In addition, the combination of low porosity, absorption and voids suggested improved durability.

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.

Resumo Este estudo aborda os efeitos do processamento na microestrutura e nas propriedades de compósitos alumina-mulita via sinterização reativa de uma mistura argila caulinítica e hidróxido de alumínio. Amostras prensadas a 40 MPa foram sinterizadas entre 1300 e 1600 °C. As propriedades tecnológicas foram determinadas em função da temperatura de sinterização. A avaliação das fases cristalinas e da microestrutura foi realizada por difração de raios X e microscopia eletrônica. Os resultados indicaram a obtenção de mulita e alumina a partir de 1300 °C. Para sinterizações acima de 1450 °C foram obtidos valores de porosidade aparente inferiores a 0,8% e tensão de ruptura à flexão superior a 40 MPa. Amostras com morfologia bimodal (grãos equiaxiais e alongados) e resistência mecânica de 70 MPa foram obtidas após sinterização a 1600 °C. Este estudo demonstra a possibilidade de preparar compósitos alumina-mulita de baixo custo e com propriedades tecnológicas compatíveis com as de cerâmicas produzidas por companhias com grande atuação no mercado internacional de produtos refratários.

Abstract This work aimed to evaluate the effects of processing on microstructure and properties of alumina-mullite composites via reactive sintering of a mixture of kaolinite clay and aluminum hydroxide. Cylindrical pellets were pressed at 40 MPa and sintered between 1300 and 1600 °C. The technological properties were determined as a function of sintering temperature. The evaluation of crystalline phases and microstructure was performed by X-ray diffraction and electron microscopy. Structural results indicate the attainment of mullite and alumina at 1300 °C. Apparent porosity below 0.8% and flexural strength higher than 40 MPa were obtained for sintering temperatures above 1450 °C. A flexural strength as high as 70 MPa was obtained after sintering at 1600 °C. This study demonstrates the possibility of preparing low cost alumina-mullite composites with technological properties compatible with those of ceramics produced by companies with large operations in the international market of refractory products.

ResumoHoje em dia a diversidade de materiais disponíveis para uso em engenharia é muito grande, há um aumento de materiais específicos para cada tipo de aplicação. Os geopolímeros têm sido estudados há décadas; são polímeros inorgânicos que podem proporcionar características de cimentação, que surgem como uma nova classe de materiais de alto desempenho, capazes de substituir total ou parcialmente o cimento Portland em várias aplicações. Neste trabalho foi estudada a influência da adição de diatomita em pastas geopoliméricos baseadas em metacaolinita. A utilização de uma nova matéria-prima abundante na natureza e de baixo valor, como a diatomita, é uma outra alternativa como fonte de sílica para produzir geopolímeros. A diatomita foi usada como um aditivo para melhorar algumas propriedades importantes das pastas de cimento com base em geopolímeros. O efeito da adição de diatomita nas propriedades das pastas geopoliméricas foi avaliado por comparação com as propriedades do geopolímero com base em metacaulim. Para analisar os efeitos de concentrações de diatomita em pastas geopoliméricas, foram realizados testes de filtrado, tempo de espessamento e resistência à compressão. Também são apresentados os resultados de difração de raios X e microscopia electrónica de varredura a fim de reunir informação para uma melhor compreensão da microestrutura do cimento geopolimérico. Os resultados mostraram que a adição de diatomita mudou drasticamente microestrutura e propriedades mecânicas de pastas geopoliméricas. Com o aumento na concentração de diatomita o volume do filtrado diminui, independente da temperatura.

AbstractToday, the diversity of available materials for use in engineering is very large, resulting in an increasing of specific materials for each type of application. The geopolymers have been studied for various decades. They are inorganic polymers that can provide cementing characteristics that emerge as a new class of high performance materials, capable of totally or partially replace the Portland cement in various applications. In this work, we studied the influence of the addition of diatomite on geopolymeric pastes based on metakaolin. The use of a new raw material abundant in nature and low value like the diatomite is another alternative as silica source to produce geopolymers. The diatomite is an amorphous silica and in this work it was used as an additive to improve some important properties in cement pastes based in geopolymers. The effect of adding of the diatomite the geopolymeric properties of the slurries was evaluated by comparing them with the properties of the geo-polymer based on metakaolin. To analyze the effects of diatomite concentrations in geopolymeric pastes, filtrate tests were performed, thickening time and compressive strength. Also presents the results of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) in order to gather information for a better understanding of the geopolymers cement microstructure. The results showed that the addition of diatomite changed drastically the microstructure and mechanical properties of geopolymer pastes. With the increasing in the concentration of diatomite, the filtrate volume decreases, independent on the temperature.

Zircônia tetragonal estabilizada com ítria foi mecanicamente metalizada com titânio e a condição de molhamento avaliada com as ligas convencionais Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas dissolveram o revestimento de titânio para uma completa distribuição deste metal ativo na superfície cerâmica, gerando uma liga ativa in situ e possibilitando adequadas ligações químicas ao metal base na temperatura de união. Os melhores resultados de molhamento foram selecionados para brasagem indireta em forno de alto-vácuo nas juntas ZrO2/Ti-6Al-4V. Testes de detecção de vazamento de gás hélio foram realizados na interface de união das juntas; amostras removidas na seção transversal de juntas estanques foram examinadas por técnicas de análise microestrutural. Formou-se uma camada escura adjacente à cerâmica metalizada, responsável pelo molhamento ocasionado pela liga Ag-28Cu. Entretanto, o uso da liga Au-18Ni resultou em precipitação de intermetálicos e microtrincamento interfacial. Perfis de microdureza através da interface resultante até onde a zircônia mostrou típico escurecimento não indicaram alternância significativa entre medições consecutivas; os resultados dos ensaios de resistência mecânica à flexão-3p foram considerados satisfatórios.

Yttria tetragonal zirconia polycrystal was mechanically metallized with titanium and the wetting behavior on the ceramic surface was analyzed using the conventional fillers Ag-28Cu and Au-18Ni. These alloys had dissolved the active metal coating, which acts to zirconia reduction on its surface and promoting suitable chemical bonding to the metallic member. Better wetting results were selected for indirect brazing in a high-vacuum furnace for ZrO2/Ti-6Al-4V simple butt joints. Helium gas leak detection was made at the joints interface; samples were removed from the tight joints cross-section and examined by microstructural analysis techniques and EDX analysis. There was formation of a dark reaction layer close to the metalized ceramic surface, which was responsible for its good wetting behavior using the filler Ag-28Cu. However, the Au-18Ni filler alloy caused an excessive presence of intermetallics and interfacial microcracking. Microhardness profiles were made across the joints interface to where zirconia undergone typical darkening and there was no significant variation between consecutive measurements; performance of brazed joints was considered satisfactory by three-point flexure testing.

Próteses parciais fixas são empregadas na reabilitação da forma e função de dentes parcial ou totalmente comprometidos e devem permanecer permanentemente unidas aos remanescentes dentários. O material mais utilizado na confecção de próteses odontológicas é a porcelana feldspática. Contudo, ela apresenta propriedades mecânicas limitadas para reposição de espaços edêntulos extensos. A associação da porcelana com sistemas metálicos de níquel-cromo (sistema metalocerâmico) permite que a infra-estrutura metálica compense a natureza frágil da porcelana, preservando-se tanto a isolação térmica como a estética desejáveis, além de reduzir a possibilidade do surgimento e crescimento de trincas durante os esforços mastigatórios. Falhas coesivas por baixa resistência mecânica da porcelana comunicam a estrutura metálica com o ambiente oral, caracterizado pela presença de uma solução eletrolítica (saliva), pela agressividade das variações cíclicas de temperatura, pH e por solicitações mecânicas. Este processo resulta na liberação de íons metálicos que podem desencadear respostas alérgicas ou inflamatórias, e/ou na degradação clínica precoce do sistema metalocerâmico. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da presença de uma camada intermediária de titânio sobre o comportamento de sistemas metalocerâmicos dentários. A aplicação por plasma de um filme fino de titânio gera uma camada óxida passivante regular que protege o substrato metálico contra os efeitos corrosivos da saliva. Ensaios tribocorrosivos foram realizados para simular o ambiente oral, detectando precocemente a formação de trincas no sistema metalocerâmico, o que qualifica a aderência entre os componentes do referido sistema. Foram produzidas amostras planas nas quais suspensões de porcelana feldspática odontológica foram depositadas e queimadas sobre substratos metálicos modificados por filme fino de titânio, comparando-as com o sistema metalocerâmico convencional, sem titânio. O sistema modificado por titânio apresentou melhor comportamento, caracterizando-se pelo menor número de traços de fratura superficial adjacentes à área do ensaio tribocorrosivo.

Partial fixed prosthodontic restoration is used to rehabilitate both the form and function of partial or total compromised teeth and must remain permanently joined to the remaining teeth. The most useful material in prosthodontics is feldspar porcelain, commercialized as aluminosilicate powders. Dental porcelains depict limited mechanical strength to rehabilitate extensive spaces. The association of porcelain with Ni-Cr metallic infrastructures allows the metallic component to compensate for the brittle nature of porcelain, thus preserving the thermal insulation, aesthetics and, most important, reducing the possibility of cracking during mastication efforts. Cohesive flaws caused by low mechanical strength connect the metallic substructure to the oral environment, characterized by the presence of an electrolytic solution (saliva), aggressive temperature and pH cycles as well as mechanical demand. As a result, ions are released and can promote allergic or inflammatory responses, in addition to clinical degradation of the prosthodontic system. Therefore, the aim of this study was to evaluate the presence of an intermediate titanium layer on the behavior of Ni-Cr/porcelain systems. Plasma deposition of titanium films were also carried out to create barrier layers capable of isolating the metallic substrate from the hazardous effects of the oral environment. Tribocorrosion tests were performed to simulate the oral environment and corresponding wear, making it possible to early detect crack formation and growth on metal-ceramic systems and estimate the adherence between the metal and ceramic components. Plain samples consisting of dental feldspar porcelain deposited onto metallic substrates coated or not with titanium were fired and characterized. The results showed that the deposition of titanium films improved the adherence of the system compared to conventional metal-ceramic systems, thus holding crack growth towards the metallic component.

Temperaturas superiores a 110 ºC provocam mudanças de fase nos cimentos, reduzindo de forma significativa sua resistência à compressão. Isto é observado com frequência em bainhas de cimento em poços de petróleo pesado, que são submetidos a injeção de vapor. O presente estudo avaliou o comportamento mecânico de pastas para cimentação preparadas com um cimento portland Classe especial contendo silica flour para prevenção da regressão de resistência. Um planejamento fatorial foi usado para verificar o efeito das principais variáveis referentes ao comportamento mecânico de pastas de cimento, ou seja, variação da temperatura do ensaio mecânico (30, 100, 120, 180 e 230 ºC); concentração de silica flour (0%, 18% e 36%) e tempo de cura até a ruptura (12 h e 7 dias). Os resultados revelaram que as pastas contendo 18% de silica flour a 230 ºC provocaram uma redução na resistência à compressão de 30% após cura de 12 h e 10% após cura de 7 dias, indicando, portanto, regressão de resistência. Por outro lado, pastas contendo silica flour submetidas a temperaturas superiores a 180 ºC revelaram redução de resistência de apenas 10%, sugerindo que o SCPOC apresenta estabilidade diante de temperaturas elevadas, o que é um indício de prevenção à regressão de resistência. Este comportamento provavelmente deve estar relacionado ao baixo teor de C3A do SCPOC e à sua baixa superfície específica. Entretanto, a regressão de resistência de anulares de poços submetidos à temperaturas superiores a 180 ºC geralmente é combatida, com adições de silica flour, o que significa dizer que o SCPOC é um material interessante para combater a regressão de resistência em temperaturas abaixo de 180 ºC sem a necessidade da inclusão de silica flour.

Temperatures in excess of 110 ºC result in phase transformations of cement, significantly decreasing its compressive strength. This effect is referred to as strength retrogression. It is frequently observed in cement sheaths of heavy oil wells submitted to steam injection. The present study evaluated the mechanical behavior of Special Class Portland Oilwell Cement (SCPOC) slurries containing silica flour to prevent retrogression. A factorial statistical planning was used to assess the effect of the main variables on the mechanical behavior of cement slurries, i.e., mechanical testing temperature (30, 100, 120, 180 and 230 ºC); contents of silica flour replacing cement (0-18 and 36%) and curing time for rupture (12 h and 7 days). The results revealed that slurries containing 18% of silica flour tested at 230 ºC depicted an increase in compressive strength up to 30% after curing for 12 h and 10% after curing for 7 days, indicating retrogression. On the other hand, testing slurries containing silica flour at temperatures up to 180 ºC revealed strength increase of just 10%, suggesting the mechanical stability of the SCPOC, which prevents retrogression. Such behavior was probably related to the relatively low content of C3A and low specific area of the material. Therefore, strength retrogression at typical bottom hole temperatures of up to 180 ºC can be controlled by small additions of silica flour, economically contributing to the use of SCPOC cementing.

A composição cristalina das fases do clínquer de cimento Portland é comumente avaliada pelas equações de Bogue, que se baseiam em alguns princípios que podem ser aplicados aos cimentos para cimentação de poços de petróleo. Isto se deve provavelmente à presença de diversos óxidos e reconversões de fase durante o resfriamento do clínquer levado à altas temperaturas. Entretanto, diferenças importantes são observadas entre os valores numéricos obtidos nas equações e a quantificação de fases por imagem. Neste estudo, a quantidade das fases cristalinas do clínquer de um cimento especial para poço de petróleo foi determinada empregando o procedimento de Taylor, que consiste na resolução de um sistema de equações lineares correspondente a cada uma das quatro principais fases do clínquer. Os resultados revelam uma adequada inter-relação entre este método e a quantificação das fases por microscopia ótica, principalmente no que se refere à determinação dos teores de alumínio e ferro.

The crystalline composition of Portland cement clinker is commonly established by Bogue's equations, which are based on a series of assumptions that seldom apply to oilwell cements. This is probably due to the presence of additional oxides and phase reconversion upon cooling of the clinker from the calcination temperature. Important differences are therefore observed between the numerical values yielded by the mathematical equations and image analysis quantification. In this study, the concentration of crystalline phases in oilwell cement was determined using Taylor's procedure, which consists in a system of linear equations corresponding to each one of the four main clinker phases. The results revealed an adequate relationship between this method and phase quantification by optical micrography, especially concerning the contents of aluminate and ferrite.

A brasagem direta é uma técnica bem conhecida para união de cerâmicas entre si bem como aos metais, segundo a qual as ligas de adição requeridas são consideradas uma relativa desvantagem devido ao aumento nos custos do processo. Neste trabalho, a brasagem indireta da zircônia à zircônia mecanicamente metalizada com Ti foi alcançada com sucesso, usando-se ligas de adição convencionais. A metalização mecânica especialmente aplicada aos óxidos cerâmicos é uma técnica bem sucedida que foi patenteada pelo Forschungszentrum Juelich, Alemanha, e tem sido tema de pesquisas nos últimos 10 anos. Esta metalização particular é feita à temperatura ambiente com baixo custo de produção, sendo ambientalmente segura. Zircônia parcialmente estabilizada com ítria (Y-PSZ) foi mecanicamente metalizada com Ti e as condições de molhamento foram avaliadas usando as ligas de adição Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas ligas de adição convencionais dissolvem parte do revestimento de titânio, tornando-se ligas ativas na temperatura de brasagem para reagir com o óxido de zircônio e acentuar o molhamento na superfície cerâmica. Os melhores resultados foram selecionados para os testes de brasagem em forno de alto-vácuo (< 3×10-5 mbar). A detecção de vazamento de gás hélio foi efetuada na interface cerâmica/cerâmica à temperatura ambiente; amostras de juntas estanques confiáveis foram examinadas por análise microestrutural e pela técnica linescan através de análise por difração de raios X na seção transversal das mesmas. Perfis de microdureza foram feitos através da interface da junta onde zircônia passou por efeito de escurecimento durante o processo de brasagem. Juntas brasadas de boa qualidade foram produzidas quando apenas uma das superfícies cerâmicas em contato foi previamente metalizada, devido à difusão de titânio desta superfície para a outra face cerâmica não-metalizada.

Direct brazing is a well-known technique for joining ceramics either themselves or to metals, whereby the required costly active filler alloys are considered a handicap of this process. In this work the indirect brazing of zirconia to zirconia mechanically metallized with Ti was successfully achieved using conventional filler alloys. The mechanical metallization specially applied to oxide ceramics is a successfully technique that was patented by Forschungszentrum Juelich, Germany, and it has been the subject of applied researches in the last 10 years. This particular metallization is made at room temperature with low cost production and is environmentally safe. Partially stabilized zirconia with yttria was mechanically metallized with Ti and wetting conditions were evaluated using Ag-28Cu and Au-18Ni fillers. These conventional fillers dissolve part of the Ti-coating becoming on-site at brazing temperature an active filler alloy which reacts with the zirconium oxide to improve wetting on the ceramic surface. Better results were selected for brazing tests in a high-vacuum furnace (< 3×10-5 mbar). Helium gas leak detection was made at the ceramic/ceramic interface at room temperature; samples from reliable vacuum tight joints were examined by microestructural analysis and linescan technique by energy dispersive X-ray analysis in its cross-section. Microhardness profiles were made across the joint interface where zirconia undergone darkening after brazing process. Sound brazed joints were produced even when just one ceramic surface of the joint assemble was previously metallized, due to titanium diffusion from the metallized ceramic surface to the other ceramic side at the joint assemble.

A necessidade de reutilizar e reciclar rejeitos e resíduos tem exigido das indústrias cerâmicas novas posturas diante do processo de fabricação e seleção de suas matérias-primas. A indústria de telhas de cerâmica vermelha, apesar de constante progresso, ainda não consegue evitar a grande produção de rejeitos oriundos de processamento deficiente de seus produtos, principalmente na etapa de queima. Produtos super-queimados, trincados, quebrados, sem uniformidade de geometria ou de cores, muitas vezes são descartados em aterros, causando prejuízo ambiental. Além disso, há o desperdício de energia, matéria-prima e mão-de-obra, utilizadas na fabricação de produtos não comercializáveis. Em muitas empresas, tais produtos chegam a representar cerca de 20% de sua produção mensal. Os produtos descartados podem ser reutilizados na produção de cerâmicas, inclusive com maior valor agregado, como grês porcelanato, desde que se conheça seu comportamento quando adicionado à massas cerâmicas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o desenvolvimento microestrutural de massas para grês porcelanato contendo rejeitos de telhas, ou chamote. Foram selecionadas duas formulações conhecidas, uma para grês porcelanato e outra para grês, e adicionados teores de chamote de 10%, 20% e 30%. Três temperaturas de queima foram estudadas, 1150 ºC, 1200 ºC e 1250 ºC com taxa de aquecimento de 10 ºC/min. Amostras sinterizadas com e sem chamote foram avaliadas quanto à sua microestrutura, absorção de água e porosidade aparente. Tanto a massa para grês porcelanato como para grês tiveram absorção de água reduzida coma adição de chamote. A massa para grês com adição de 30% de chamore e queimada a 1250 ºC passou a ser considerada grês porcelanato, por ter apresentado absorção de água inferior a 0,5%. O chamote por sua composição mineralógica pode auxiliar na redução da quantidade de matérias-primas fundentes tradicionais, como feldspato e talco, exigidas na fabricação de grês porcelanato.

Aiming at reducing environmental impacts, ceramic industries have worked towards adapting their production methods as well as looking into reusing and recycling their own products. The roof tile industry, despite constant development, still produces large volumes of rejected material, as a consequence of faulty processing, especially during firing. Units depicting signs of overfiring, cracking and distortion, as well as geometry and colour non-uniformities are often discarded with no environmental concern. In addition to that, discarded products have negative economic effects considering the energy, raw materials and working hours used in the fabrication of products that do not go to market. Often, defective roof tiles account for 20% of the monthly production of the ceramic industries. On the other hand, such discarded roof tiles can be reused in the production of new ceramic products, including those with higher added value, such as stoneware tiles. To that end, it is essential to assess the effect of the addition of these ceramic residues in the ceramic mixtures traditionally used to produce stoneware tiles. The present study aimed at investigating the microstructural development of stoneware tile mixtures containing roof tile residues. Contents of 10%, 20% and 30% of residue were added to two different ceramic mixtures. Three firing temperatures were studied, i.e., 1150 ºC, 1200 ºC and 1250 ºC. The heating rate was set to 10 ºC/min. Samples with or without residue were sintered and had their microstructure, water absorption and apparent porosity characterized. The addition of tile roof residue reduced the water absorption of both mixtures studied. By adding 30% residue to mixture 2 and firing at 1250 ºC, it was possible to reduce its water absorption below 0,5%, typical of stoneware tiles. Due to its mineralogical composition, the residue studied can be useful in reducing the large amounts of traditional melting agents, such as feldspar and talc, demanded in the fabrication of stoneware tiles.

O estudo do ciclo de queima de materiais cerâmicos tradicionais é de grande interesse industrial, visto que são processos que utilizam grande quantidade de energia. Com um ciclo de queima adequado é possível obter um produto de melhor qualidade e com menor consumo de energia térmica, aumentando a produtividade e diminuindo os custos de produção. No Brasil, atualmente, a maioria dos ciclos de queima dos produtos da cerâmica estrutural tem duração em torno de 24 h, sendo normal, em alguns casos, ciclos que chegam a durar mais de 30 h. A inclusão de ciclos de queima mais curtos é atualmente o mais importante processo de inovação em estudo para otimização do processo de queima da indústria de cerâmica estrutural. Este trabalho faz um estudo comparativo das propriedades tecnológicas de materiais cerâmicos de base argilosa queimados por um ciclo de queima tradicional (queima lenta) e um ciclo de queima rápida. Foram utilizadas neste trabalho matérias-primas argilosas procedentes de indústrias de cerâmica estrutural. As taxas de queima utilizadas foram de 1 °C/min (ciclo lento) e 20 °C/min (ciclo rápido) e as temperaturas máximas para as duas taxas de queima foram de 850 °C, 950 °C e 1050 °C. Os resultados obtidos possibilitam uma melhor compreensão dos efeitos do ciclo de queima nas propriedades tecnológicas dos produtos da cerâmica estrutural, permitindo incluir ciclos de queima rápida dependendo das características iniciais das materiais-primas e do processamento utilizado.

In industrial processes that use high temperatures, greater fire great can reduce the cost of production and increase productivity. The use of faster and more efficient fire cycles has been little investigated by the structural ceramic industry in Brazil. As clay materials are submitted to high temperatures, pores are sealed by mass transport mechanisms and a series of thermally activated processes involving the initial constituents. The reactions that take place during firing depend on the nature and composition of the clay materials used. The firing cycle must be tuned to assure the technological performance required for each product, but at the same time minimize the consumption of energy. Samples were pressed under 25 MPa, dried and fired in an electric furnace. The heating rates selected were 2 °C/min (slow cycle) and 20 °C/min (fast firing). The holding time at the sintering temperatures (950 °C and 1050 °C) were null. This paper presents for the first time the use of a fast fire rate for raw materials using a traditional slow cycle and fast cycle were tested from physical and mechanical properties of the burned pieces were measured, with emphasis on water absorption and linear shrinkage tests. Microstructural analysis was performed using X-ray diffraction. The results show that is possible to obtain products with equivalent water absorption values and in enhanced mechanic properties when is used the fast firing.

A otimização da composição é uma etapa de fundamental importância no processamento cerâmico. Neste trabalho, planejamento experimental foi aplicado a fim de se avaliar a relação entre propriedade e a composição de um sistema obtido a partir de matérias-primas naturais extraídas no Pegmatito do Seridó, na região fronteiriça RN-PB. Para o estudo do sistema ternário foram combinadas variáveis de processo (temperatura: 1100 e 1200 ºC; patamar de calcinação: 0 e 2 h), com a utilização de planejamento de misturas, de acordo com o planejamento simplex centróide. Os percentuais mínimos de cada componente na mistura foram de 10% v/v. Foram avaliadas as propriedades reológicas de suspensões aquosas das misturas com 50% v/v, otimizadas com PAA-Na. Determinou-se a porosidade aparente e massa específica aparente, além da retração de queima. A composição mineralógica das peças cerâmicas obtidas a 1200 ºC foi basicamente mulita e quartzo. O estudo permitiu especificar a região de composição que leva à maior densidade após sinterização, com um número relativamente pequeno de amostras.

The optimization of the composition is an important step in the development of ceramic products. In this work, experimental design was used in order to evaluate the relationship between properties and the composition of a system obtained from mixtures of natural raw materials extracted from "Pegmatito do Seridó", located near the border of the RN and PB states in Brazil. The processing variables (temperature: 1100 and 1200º C and calcinations time: 0 and 2 h) and simplex centroid design were combined for the study of the ternary system. The smallest percentage of each component in the mixture was of 10% v/v. The rheological properties of aqueous suspensions obtained with 50% w/w were optimized with PAA-Na. The apparent porosity and apparent specific gravity were determined, besides retraction, after thermal treatment. The mineralogical composition of the ceramic pieces obtained at 1200 ºC was basically mullite and quartz. The study allowed specifying the composition region which leads to the highest density after sintering, with a low number of samples.