Rafael Giuliano Pileggi

Permeability optimization and performance evaluation of hot aerosol filters made using foam incorporated alumina suspension

Porous ceramic samples were prepared from aqueous foam incorporated alumina suspension for application as hot aerosol filtering membrane. The procedure for establishment of membrane features required to maintain a desired flow condition was theoretically described and experimental work was designed to prepare ceramic membranes to meet the predicted criteria. Two best membranes, thus prepared, were selected for permeability tests up to 700 degrees C and their total and fractional collection efficiencies were experimentally evaluated. Reasonably good performance was achieved at room temperature, while at 700 degrees C, increased permeability was obtained with significant reduction in collection efficiency, which was explained by a combination of thermal expansion of the structure and changes in the gas properties.

Lower binder intensity eco-efficient concretes

Abstract: This chapter discusses strategies for mitigating CO 2 emissions from the concrete chain. Current strategies, which focus on cement production processes such as clinker replacement, kiln efficiency, fuel substitution and CO 2 capture, among others, are not effective enough to compensate for the increase in production that is expected to occur in the future. Binder use efficiency is therefore a crucial strategy for decreasing environmental impacts. Exploratory data from literature, real market and lab research indicates that the potential for decreasing emissions from the concrete chain is very high, and will require changes to the formulation and processing of concrete, as well as the production of aggregates, cement and fillers.

Avaliação do comportamento de mistura de argamassas através de reometria rotacional

A principal etapa de preparacao das argamassas consiste na mistura dos materiais solidos com agua. A introducao do liquido conduz a uma serie de eventos de aglomeracao e desaglomeracao no sistema, que, por sua vez, irao resultar em esforcos durante essa etapa. Estudos previamente realizados demonstraram a capacidade de mensuracao desses esforcos atraves de curvas que relacionam o torque com o tempo em equipamentos como os reometros. Nessa perspectiva, o objetivo deste trabalho e avaliar como o tempo influencia a energia de mistura e as propriedades reologicas de argamassas de revestimento com e sem a utilizacao de aditivo dispersante. O material foi misturado no reometro rotacional do tipo planetario por tempos distintos (17, 47, 87 e 297 s) e em seguida foi submetido a tres ciclos de cisalhamento consecutivos. Em tempos curtos verificou-se que a energia de mistura e baixa, nao sendo capaz de romper os aglomerados e homogeneizar o sistema, resultando em materiais reologicamente instaveis e menos fluidos. Por sua vez, a mistura de 297 s demonstrou ser mais eficiente, produzindo uma argamassa estavel e fluida. Nas argamassas com o dispersante, os niveis de energia de mistura envolvidos foram mais baixos, e o sistema tendeu a homogeneizar-se mais rapidamente, alem de ter resultado em argamassas mais fluidas.

Influência do procedimento de mistura em laboratório nas propriedades de argamassas

A mistura dos materiais solidos com a agua e uma das etapas mais importantes no preparo das argamassas. A conducao do procedimento que e adotado interferira nas propriedades no estado fresco, assim como no endurecido. A Norma ABNT NBR 13276:2005 indica que os materiais solidos sejam introduzidos no liquido ja disposto no recipiente. Essa ordem de introducao dos materiais e o inverso do que ocorre na pratica e pode resultar na falta de homogeneidade da mistura. Estudos anteriores observaram que adicionar o liquido aos materiais solidos de forma fracionada melhora as propriedades reologicas dos sistemas. Assim, utilizando uma argamassadeira de laboratorio e uma mesma formulacao, foram estudados distintos procedimentos de mistura em que a agua e adicionada no material solido em etapas. Esses procedimentos foram confrontados com o indicado pela ABNT NBR 13276:2005, e o comportamento reologico ( squeeze-flow e ciclos de cisalhamento) e as propriedades no estado endurecido (resistencia a tracao por compressao diametral e modulo de elasticidade dinâmico) foram avaliados. Verificou-se que a adicao do liquido ao material solido em etapas distintas conduz a sistemas mais fluidos e com melhor desempenho no estado endurecido.

Otimização da permeabilidade de filtros de aerossóis para altas temperaturas preparados a partir da técnica de adição de espuma aquosa em suspensão cerâmica

Este trabalho e parte de um projeto de desenvolvimento de filtros cerâmicos para a remocao de material particulado disperso em correntes gasosas em temperaturas elevadas. Os filtros cerâmicos utilizados para esta finalidade devem apresentar elevada porosidade aliada a uma distribuicao homogenea de poros interconectados, resultando em estrutura permeavel e com boa resistencia mecânica e eficiencia de coleta. Uma rota de processamento recentemente desenvolvida e utilizada para o processamento das pecas, ja que permite a obtencao de todas as caracteristicas requeridas para uma filtracao eficiente. Nesta tecnica, os materiais porosos sao processados a partir da incorporacao de espumas aquosas em uma suspensao cerâmica de alumina e consolidados a partir da adicao de cimento aluminoso. Comparado com outras rotas de processamento, este processo e mais atrativo, pois permite a fabricacao de pecas com geometrias complexas, economicamente viaveis e sem utilizacao de aditivos toxicos. O objetivo deste trabalho foi otimizar a composicao cerâmica de modo a atender aos requisitos de permeabilidade do filtro, tendo como base sua operacao economica em temperaturas elevadas em processos como incineracao de residuos, producao de cimento ou queima de biomassa em caldeiras em plantas quimicas.

Study of the influential factors on the rheological behavior of adhesive mortar available in the market

Rheology studies the deformation and flow of matter and seeks to describe the deformations of material depending on the time they are exposed to mechanical actions. This paper proposes to understand the behavior of fresh mortar adhesives in Squeeze Flow tests based on rheological characterization of different commercial compositions. In the tests, flow of material results from the application of a compressive load on the sample in the fresh state which causes displacement due to stresses generated during radial shear flow. We performed further physical characterizations of mortars and viscosity on material passing the through a sieve with a 0.075 mm sieve opening with the objective of basing the analysis of the results obtained from Squeeze Flow tests. It was observed that the mortars studied showed differences in rheological behavior, probably resulting from synergistic action of some of the composition parameters, especially the particle size distribution and particle morphology.

Influence of the dispersion process in the silica fume properties

Silica fume (SF) has been widely used in cement based products, as it promotes a better packing and increases its mechanical strength, either by its pozzolanic activity, and/or by the filler effect promoted by its fine particle size distribution. However, in order to achieve these benefits, the SF must be dispersed in the suspension, exposing completely its reactive surface and improving particle packing. As a by-product of metallic silicon production, SF particles are strongly bonded as a consequence of densification process involved during its generation, resulting in macroscopic agglomerated grains that require high energy for an effective dispersion. Then, the present study reports the SF dispersion in deionized water under low and high shear conditions, imposed by using a conventional laboratory suspension mixer and a high energy in-line mixer, respectively.

Caracterização reológica de suspensões cimentícias mistas com cales ou filitos

Filitos sao tipos de rochas metamorficas que vem sendo utilizados ultimamente como insumos em composicoes de argamassa de revestimento, em substituicao a cal. A melhora da trabalhabilidade e da plasticidade dos materiais cimenticios, principais motivos para a utilizacao das cales, sao as caracteristicas obtidas tambem com a utilizacao dos filitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar as caracteristicas de suspensoes cimenticias formuladas com cal ou filito, a partir de ensaios de reometria rotacional para a avaliacao das propriedades das suspensoes durante o fluxo, e oscilatoria para a avaliacao da cinetica de consolidacao. Os resultados mostraram que, apesar de as caracteristicas fisicas, quimicas e mineralogicas dos pos serem muito diferentes, as cales hidratadas do tipo I (CHI) nao se diferenciaram dos filitos durante o fluxo, mas durante o endurecimento foram observadas consideraveis alteracoes na cinetica de aglomeracao.

Efeito da calcinação do resíduo de bauxita nas características reológicas e no estado endurecido de suspensões com cimento Portland

Este estudo ilustra o impacto da calcinacao de residuo de bauxita (RB) nas propriedades de suspensoes formuladas com cimento Portland, tanto no estado fresco como no endurecido. As suspensoes foram avaliadas contendo uma razao constante de agua-cimento e teor de residuo variando de 5% a 20% em peso e em substituicao ao cimento. As propriedades reologicas e a resistencia mecânica foram alteradas em funcao do aumento do teor de RB, mas a calcinacao nao teve influencia no resultado final obtido, seja no estado fresco ou no endurecido. Assim, pode-se afirmar que a utilizacao de residuo de bauxita, natural ou calcinada, em formulacoes com cimento Portland pode reduzir o consumo de cimento, sendo uma alternativa para a utilizacao de uma grande quantidade deste tipo de residuo.

Influência da sequência de adição de fibras e da água no comportamento de mistura e reológico de argamassas com fibras de PVA

The mixing process of fiber-containing cementitious suspensions is a crucial factor to obtaining a good dispersion of fibers and guarantee adequate mechanical performance of the hardened products. The addition of fibers into the suspension causes reduction of the fluidity of the system due to factors inherent to the fibers, the matrix and their interaction. During mixing, these interactions make dispersion and homogenization processes more difficult due to the formation of fibers - particles agglomerates. Conventional techniques to assess workability of mortars are inadequate to evaluate the rheological behavior of fiber-reinforced systems, in which parameters like viscosity and yield stress are not completely taken into account. Therefore, this work employs rotational rheometry to evaluate the influence of fiber and water addition sequences on mixing and rheological behavior of mortars containing Polyvinyl Alcohol (PVA) fibers. Constant test parameters were: mixing time of 317s; impeller velocity 126.5 rpm; water flow 128g/s. A constant mix design was used with a water content of 16%wt, and a 0.2%vol of fibers were added to the reference composition. Four mixing sequences were studied: S1 and S2 are based on the addition of fibers at different stages of the mixing process; while in S3 and S4 not only the fibers are added at different stages, but also the water addition is performed in two steps (25% first and 75% latter).Results showed that it is possible to optimize the mixing step of fiber-containing systems by changing the moment of fiber addition into the mixture. The introduction of fibers after mixing the dry mortar with water, when it already had achieved its fluidity point, demanded a lower mixing effort and produced a more flowable material.O processo de mistura de suspensoes cimenticias contendo fibras e uma etapa crucial para que se obtenha uma boa distribuicao das fibras, assim garantindo os beneficios que as mesmas podem trazer ao desempenho mecânico de argamassas e concretos. A introducao das fibras na suspensao tende a provocar reducao na fluidez. Isso ocorre devido a uma serie de fatores inerentes as fibras, a matriz e, a interacao entre elas, alem da frequente formacao de aglomerados entre as fibras e as particulas do sistema que dificultam o processo de mistura. Tecnicas convencionais de avaliacao da trabalhabilidade sao insuficientes para avaliar o comportamento reologico de sistemas reforcados com fibras porque parâmetros como viscosidade e tensao de escoamento nao sao considerados em sua totalidade. Assim, este trabalho propoe utilizar tecnicas de reometria rotacional para avaliar a influencia da sequencia de adicao de fibras e da agua sobre o comportamento de mistura e tambem reologico de argamassas com fibras de PVA. O tempo de mistura e mantido fixo em 317s, a velocidade de mistura do equipamento e 126,5rpm e a taxa de adicao de agua 128g/s para todas as sequencias. Utilizando uma mesma composicao granulometrica e fixando os parâmetros de ensaio, os resultados indicam que ajustes na sequencia de mistura podem melhorar a homogeneizacao e dispersao das fibras no sistema indicando um perfil reologico mais estavel.