Mariana D'Orey Gaivão Portella Bragança

This study involved analyzing several natural sands to ascertain the possible causes for distress due to ASR. The analyses were performed using the following techniques: X-ray diffractometry, accelerated mortar bar tests (AMBT), electron backscattering diffraction and elementary chemistry analyses, by FEG-SEM/EBSD/EDS. These experiments allowed identifying the presence of several mineral composites (such as microcline, anorthite, among others), as well as the microstructural-crystallographic planes of quartz (such as the Dauphiné type). From the results it could be inferred that the multiple techniques used, especially the FEG-SEM / EBSD, proved to be promising in the analysis of the ASR potential of sands for use in Portland cement mortars and concretes.

RESUMO A taxa de corrosão instantânea do aço carbono 1040 enterrado em solo, por 6 meses, foi medida por meio da técnica de modulação de frequência eletroquímica (EFM) e pela resistência à polarização linear (LPR). Os resultados foram comparados entre si e com os dados de taxa de corrosão obtidos pela análise de conjuntos de materiais similares e sob mesmo tempo de exposição em campo. Os valores obtidos por EFM foram de (0,088 ± 0,008) mm/ano e, por LPR, de (0,075 ± 0,005) mm/ano. Já, pela perda de massa, foram calculadas variações de espessura deste material, de (0,064 ± 0,016) mm/ano. Assim, nas condições experimentais impostas pode-se inferir que os resultados obtidos pela técnica EFM, serviram para diagnosticar o desempenho do aço carbono 1040 submetido a um processo de corrosão em solo.

The addition of nanomaterials to concrete allows structural modifications, improving their properties like mechanical strength and durability. Within these possible nanoscale materials is silica hydrosol (SH). There are many studies highlighting the influence of the surface area of SH particles on the pozzolanic reaction with cement, however little has been studied on the influence of percentage and particle size on the reaction. In this context, the objective of this work was to investigate the influence of the particle size distribution of silica nanoparticles on the pozzolanic reaction in cement pastes, from the comparison of 4 colloidal suspensions. The addition content of these particles, with different sizes, was defined as 3.00% (SH-A), 0.89% (SH-B), 0.77% (SH-C) and 0.32% (SH-D), to equalize the surface areas of all of them, so that the only variables were the percentage and particle size distribution of the silicas. The pozzolanic effect was evaluated by the direct method named Modified Chapelle test, and by indirect methods like Fourier transform infrared spectroscopy (FT IR), and mechanical strength tests. It was concluded that for the same surface area resulting from the addition of SH, the sample that presented the best performance was the CP SH-A, which presented the largest particle size and volume of addition. However, when analysing the relative performance, regarding the concentration of SH added to the paste, the CP SH-D sample obtained the highest mechanical resistance and the highest pozzolanic index. It showed that concentration and particle size, not just surface area, influenced the performance of the nanosilica pozzolanic reaction. The conclusions obtained in the present work allow a better understanding about the addition of SH in cementitious composites and how the content and particle size of such products impact their performance.

RESUMO Para estender a vida útil de materiais metálicos dos artefatos das linhas de distribuição e de transmissão de energia vem sendo estudado um cristal do tipo hidrotalcita que funciona como nanorreservatório, para inibidores de corrosão. Os hidróxidos duplos lamelares (HDL) são denominados compostos do tipo hidrotalcita, que são permutadores de ânions. Estruturalmente, consistem em lamelas de hidróxidos de metais misturados com cargas positivas separadas por ânions e moléculas de água. Com a exposição a meios agressivos, estes trocam íons com o ambiente agressivo e, paralelamente, liberam um agente inibidor de corrosão intercalado entre as lamelas. Nesta pesquisa foram analisados, por meio da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), aço carbono 1010, aço carbono 1010 revestido com resina epóxi e aço carbono 1010 revestido com resina epóxi e adição de 5% de HDL Zn-Al de nitrito (Zn-Al- NO2-). O HDL foi caracterizado pelas técnicas de difração de raio-X (XRD) e espectroscopia de vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados obtidos evidenciaram a viabilidade da utilização do HDL de Zn-Al- NO2- nos artefatos metalicos das linhas de distribuição e de transmissão de energia, haja vista que conferiram uma maior resistência a corrosão frente à exposição e possível penetração de íons agressivos na matriz orgânica (resina).

The electrochemical impedance spectroscopy and the open circuit potential techniques were used to analyse coatings with layered double hydroxides intercalated with benzotriazole (BTA), nitrite (NO2), and a combination of the two. These materials were added 5% (m/m) to epoxy resin and applied on carbon steel surface as an anticorrosive system. The analyses were performed during 1000 h of salt spray chamber exposure. Morphology and particle distribution on the coatings were characterized by FEG-SEM. The LDH BTA formed a complex with zinc from the LDH layer and a phase based on ZnO/ZnOH, as shown by XRD analysis. This complex may have impaired the LDH-BTA- corrosion inhibition process, as it formed an undesired phase on Zn-Al layers. The LDH NO2- enhanced corrosion resistance, inducing formation of a passivating layer on the metal surface due to corrosion inhibitor release and chloride ion capture.

Neste estudo, foi avaliado o sistema de distribuição de energia frente ao desempenho em durabilidade de materiais e seus aspectos ambientais, com relação às análises do ciclo de vida (ACV) de isoladores elétricos de diferentes tecnologias, avaliando ensaios de desempenho individual e os principais impactos gerados sob a perspectiva “de berço ao túmulo”. Inicialmente, para o estudo de desempenho, foram considerados nove isoladores distintos, os quais foram submetidos aos ensaios de névoas limpa (48 h) e salina (360 h), com medidas de hidrofobicidade e de corrente de fuga, além da aplicação de poluentes artificiais. Após a realização dos testes, foram selecionados quatro destes isoladores com os melhores desempenhos, para então realizar os estudos de ACV por meio do software SimaPro 8.3. Pelos resultados de desempenho pode-se inferir que os isoladores que possuíam revestimentos de silicone e obtiveram os menores valores de corrente de fuga durante os ensaios de névoa limpa e salina, indicaram melhores atuações em ambientes agressivos. Já, por intermédio da ACV foram verificados os impactos ambientais dos isoladores de características equivalentes, uma vez que três desses possuíam a porcelana como material principal constituinte. O isolador híbrido de núcleo de resina com fibra de vidro revestido com silicone indicou os menores impactos ambientais devido à sua baixa quantidade de massa em relação aos outros, porém não foi possível verificar a qualidade dos dados implementados nos ICVs. Palavras-chave: Isoladores, rede de distribuição de energia, estudo de desempenho, análise do ciclo de vida, impactos ambientais.

RESUMO O encapsulamento de hastes de âncora em pasta de cimento reduz o contato dos materiais metálicos com os ambientes agressivos, em torres estaiadas de linhas de transmissão de energia elétrica. Contudo, ainda são reportados casos de falha prematura devido à corrosão do sistema de ancoragem. O íon cloreto é considerado um dos principais responsáveis pelo início e pela propagação da corrosão. Entretanto, existem muitas divergências em relação a concentração crítica de cloreto no solo e na pasta de cimento e a sua influência na formação dos produtos de corrosão. Neste estudo, o aço carbono 1040 foi exposto em laboratório a ambientes com diferentes concentrações de íons cloreto, 764 e 1764 mg/kg no solo, 2,0% e 3,5% na pasta de cimento, teores estes, baseados nos resultados analíticos obtidos em amostras de hastes e de seu entorno, retiradas do campo. A investigação do estado quanto à corrosão do metal em laboratório foi efetuada ao longo do tempo, pela medida do potencial de circuito aberto (OCP- “Open Circuit Potential”) e pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os produtos de corrosão foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, com análise química elementar (MEV/EDS) e difração de raios-X (DRX). Por meio da análise de EIE foi possível detectar a evolução do processo corrosivo do metal no solo e na pasta de cimento, mesmo sendo observadas diferentes formas de corrosão: generalizada no primeiro e localizada nesta última, respectivamente. Na avaliação dos produtos de corrosão, por MEV e DRX, foi inferida a presença de goetita, e calcita na superfície do aço exposto ao solo, e no encapsulado em pasta cimento foi possível visualizar os pites formados e as composições do seu entorno superficial. Esses resultados indicaram a necessidade da utilização de metais mais resistentes à corrosão em ambientes com íons cloreto, visando o aumento da durabilidade do sistema de ancoragem.