Características dos materiais de regeneração óssea existentes em Portugal

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Tratamento de argila montmorilonítica para a produção de nanocompósitos poliméricos com retardo de propagação de chama

Compared to conventional composites, polymer matrix nanocomposites typically exhibit enhanced properties at a significantly lower filler volume fraction. Studies published in the literature indicate t hat the addition of nanosilicate s can increase the resistance to flame propagation in polymers. In this work, a treatment of montmorillonite (MMT) nano clay and the effect of its ad dition o n flame propagation characteristics of vinyl ester were studied. The resea rch was conducted in two stages. The first stage focused on the purification and activation of the MMT clay collected from a natural deposit to improve compatibility with the polymer matrix . Clay modification with sodium acetate was also studied to improve particle dispersion in the polymer. The second step was focused on the effect of the addition of the treated clay on nanocomposites ’ properties. Nanocomposites with clay con tents of 1, 2, 4 wt. % were processed. T he techniques for the characterization of the clay included X - ray fluorescence (XRF), X - r ay d iffraction (XRD), thermogravimetric a nalysis (TGA), d ifferential scanning c alorimetry (DSC) , s urface area (BET) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). For t he characterization of the nanocomposites , the techniques used were thermogravimetric a nalysis (TGA) , differential scanning c alorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) , scanning electron mi croscopy (SEM), transmission electron m icroscopy (TEM), and the determination of tensile strength, modulus of elasticity and resistance to flame propagation. According to the results, the purification and activation treatment with freeze - drying used in thi s work for the montmorillonite clay was efficient to promote compatibility and dispersion in the polymer matrix as evidenced by the characterization of the nanocomposite s . It was also observed that the clay modifica tion using sodium acetate did not produce any significant effect to improve compatibilization of the clay with the polymer. The addition of the treated MMT resulted in a reduction of up to 53% in the polymer flame propagation speed and did not affect the mechanical tensile strength and modulus o f elas ticity of the polymer, indicating compatibility between the clay and polymer. The effectiveness in reducing flame propagation speed peaked for nanocomposites with 2 wt. % clay, indicating that this is the optimum clay concentration for this property. T he clay treatment used in this work enables the production of vinylester matrix nanocomposites with flame - retardancy properties .

Influência do retardante de chamas nas propriedades mecânicas e flamabilidade em compósitos poliméricos de epóxi/fibra de curauá

Currently, there is a great search for materials derived from renewable sources. The vegetable fibers as reinforcement for polymer matrixes, has been used as an alternative to replace synthetic fibres, being biodegradable and of low cost. The present work aims to develop a composite material with epoxy resin reinforced with curauá fibre with the addition of alumina trihydrate (aluminum hydroxide, Al(OH)3) as a flame retardant, which was used in proportions of 10 %, 20% and 30% of the total volume of the composite. The curauá fibers have gone through a cleaning process with an alkaline bath of sodium hydroxide (NaOH ), parallelized by hand and cut carding according to the default length . They were molded composites with fibers 30cm. Composites were molded in a Lossy Mold with unidirectional fibres in the proportion of 20% of the total volume of the composite. The composites were prepared in the Chemical Processing Laboratory of the Textile Engineering Department at UFRN. To measure the performance of the material, tests for the resistance to traction and flexion were carried out. with samples that were later analyzed in the Electronic Microscopy Apparatus (SEM ). The composites showed good mechanical properties by the addition of flame retardant and in some cases, leaving the composite more vulnerable to breakage. These mechanical results were analyzed by chi-square statistical test at the 5% significance level to check for possible differences between the composite groups. Flammability testing was conducted based on the standard Underwriters Laboratory 94 and the material showed a satisfactory result taking their average burn rate (mm / min) decreasing with increasing addition of the flame retardant composite.

Otimização de parâmetros mecânicos e microestruturais dos moldes em areia de sílica ligados quimicamente pelo processo de cura a frio em fundição de aço

Surface defects on steel parts borne costs of smelting industries due to the need of rework. Sand molds are frequently used in foundry industries and largely responsible for providing surface defects. This study aims to optimize the levels of the molding process variables to minimize the occurrence of surface defects in steel castings in silica sand molds chemically linked by cold cure process. The methodology used the experimental design with split plot, being considered in the study the resin percentage factors in the mold formulation, addition of iron oxide, type of paint, the paint application method, amount of ink layers, use of hot air along the lines and waiting time of the mold before casting. They were analyzed as response variables erosion defects, sand inclusion, penetration, porosity and surface finish. Tensile strength tests were performed to evaluate the influence of factors on mechanical parameters and the microstructural parameters were carried out the analysis of X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and thermal analysis (TG / DSC / dilatometry). The results elucidate that for the faulty erosion, the only significant factor with a 95% confidence level was the type of ink and the ink alumina-based superior results obtained. For the sand inclusion of defect, there were three significant factors, with best results obtained with alumina-based paint and spray applied using hot air in the mold before casting the metal. For the defect penetration, there were four significant factors, the best results being achieved with 0.8% of resin and addition of iron oxide in the molding formulation, the paint being applied by brush and standby time of 24 hours before leak. For the defect porosity with a 95% confidence level, no significant factors. For the defect surface finish, the best results were achieved with the 0.8% formulation of the resin in the mold and application of the paint brush. To obtain the levels of the factors that optimize all defects simultaneously, we performed a weighted average of the results of each type of fault, concluding that the best levels of the factors were: 0.8% resin and addition of iron oxide in the formulation of the template, application of two coats of paint applied with a brush or spray, using hot air in the mold before casting and 24 hours of waiting ready the mold before casting. These levels of the optimized factors were used in an experiment to confirm that ratified the results, helping to reduce rework and consequently reducing costs of cast steel parts.

Avaliação do desempenho de argamassas à base de cimento Portland para rejuntamento de placas cerâmicas tipo II com adição de pó de borracha de pneus

In this work it is assessed the performance of Portland cement-based mortar to the grouting of type II ceramic plates with the addition of unusable tire rubber powder. It is presented a bibliographical review about the subject in which is done the theoretical and methodological foundation of the whole investigative process. The analyzed universe comprises a sample of mortar to the grouting of conventional ceramic plates type II (reference sample) and five more samples to the grouting of ceramic plates type II, which were made up of the addition of unusable tire rubber powder in the respective proportion (in mass) of 4%, 8%, 12%, 16% and 20%. These mortar samples were subject to the trials of determination of the consistency index (Brazilian Standard NBR 13276:2005), water retention ( Brazilian Standard NBR 14992 Attachment B:2003), permeability in 240 minutes (Brazilian Standard NBR 14992 Attachment G:2003), absorption of water by immersion (Brazilian Standard NBR 9781:2013), resistance to compression (Brazilian Standard NBR14992 Attachment D: 2003), resistance to traction in the flexion (Brazilian Standard NBR 13279:2005), resistance of traction adherence (Brazilian Standard NBR 14081 part 4:2012) and hardened mass density (Brazilian Standard NBR 13280: 2005). It has been found out from the analyzes of the results in the trial the following situation: the reference mortar used met the established requirements in the norms of specifications corresponding to only six from the eight parameters assessed in the research; the mortar with addition of 4,0% of tire rubber powder met the established requirements corresponding to only the resistance to compression and the resistance of adherence to traction. Thus, the other kinds of mortar with addition of 8,0 %, 12,0 %, 16,0 % and 20,0 % of tire rubber powder met the requirements of specifications corresponding to only the resistance to compression and the resistance of adherence to traction. This result concludes that the adding of tire rubber powder does not grant improvement to the mortar of type II grouting to the laying of ceramic plates.

Avaliação do desempenho de argamassas à base de cimento Portland para rejuntamento de placas cerâmicas tipo II com adição de pó de borracha de pneus

In this work it is assessed the performance of Portland cement-based mortar to the grouting of type II ceramic plates with the addition of unusable tire rubber powder. It is presented a bibliographical review about the subject in which is done the theoretical and methodological foundation of the whole investigative process. The analyzed universe comprises a sample of mortar to the grouting of conventional ceramic plates type II (reference sample) and five more samples to the grouting of ceramic plates type II, which were made up of the addition of unusable tire rubber powder in the respective proportion (in mass) of 4%, 8%, 12%, 16% and 20%. These mortar samples were subject to the trials of determination of the consistency index (Brazilian Standard NBR 13276:2005), water retention ( Brazilian Standard NBR 14992 Attachment B:2003), permeability in 240 minutes (Brazilian Standard NBR 14992 Attachment G:2003), absorption of water by immersion (Brazilian Standard NBR 9781:2013), resistance to compression (Brazilian Standard NBR14992 Attachment D: 2003), resistance to traction in the flexion (Brazilian Standard NBR 13279:2005), resistance of traction adherence (Brazilian Standard NBR 14081 part 4:2012) and hardened mass density (Brazilian Standard NBR 13280: 2005). It has been found out from the analyzes of the results in the trial the following situation: the reference mortar used met the established requirements in the norms of specifications corresponding to only six from the eight parameters assessed in the research; the mortar with addition of 4,0% of tire rubber powder met the established requirements corresponding to only the resistance to compression and the resistance of adherence to traction. Thus, the other kinds of mortar with addition of 8,0 %, 12,0 %, 16,0 % and 20,0 % of tire rubber powder met the requirements of specifications corresponding to only the resistance to compression and the resistance of adherence to traction. This result concludes that the adding of tire rubber powder does not grant improvement to the mortar of type II grouting to the laying of ceramic plates.

Obtenção e caracterização de um eco-compósito à base de látex e bainha da palha do coqueiro para isolamento térmico e acústico

With the emergence of new technologies, has grown the need to use new materials, and this has intensified research on the collection and use of materials from renewable sources, is to reduce production costs and / or environmental impact. In this context, it was found that the sheath coconut straw, can be utilized as raw material for the production of a eco-composite that can be used as a thermal and acoustic insulator. After selected from the coconut sheaths were subjected to treatment with aqueous 2 % sodium hydroxide (NaOH). The composite study was produced with the sheath and coconut natural latex, with coconut sheath percentage in the proportions 15%, 25% and 35% of the total compound volume. Physical, thermal and acoustic properties of the composites were analyzed in order to obtain data on the use of viability as thermoacoustic insulation. The CP15 composites, CP25 and CP35 showed thermal conductivity 0.188 W/m.K, 0.155 W/m.K and 0.150 W/m.K, respectively. It can be applied as thermal insulation in hot systems to 200 ° C. The CP35 composite was more efficient as a thermal and acoustic insulation, providing 20% noise reduction, 31% and 34% for frequencies of 1 kHz, 2 kHz and 4 kHz, respectively. The analyzes were based on ABNT, ASTM, UL. Based on these results, it can be concluded that the eco-composite produced the hem of coconut can be used as thermal and acoustic insulation. Thus, it gives a more noble end to this material, which most often is burned or disposed of improperly in the environment.

Obtenção e caracterização de um eco-compósito à base de látex e bainha da palha do coqueiro para isolamento térmico e acústico

With the emergence of new technologies, has grown the need to use new materials, and this has intensified research on the collection and use of materials from renewable sources, is to reduce production costs and / or environmental impact. In this context, it was found that the sheath coconut straw, can be utilized as raw material for the production of a eco-composite that can be used as a thermal and acoustic insulator. After selected from the coconut sheaths were subjected to treatment with aqueous 2 % sodium hydroxide (NaOH). The composite study was produced with the sheath and coconut natural latex, with coconut sheath percentage in the proportions 15%, 25% and 35% of the total compound volume. Physical, thermal and acoustic properties of the composites were analyzed in order to obtain data on the use of viability as thermoacoustic insulation. The CP15 composites, CP25 and CP35 showed thermal conductivity 0.188 W/m.K, 0.155 W/m.K and 0.150 W/m.K, respectively. It can be applied as thermal insulation in hot systems to 200 ° C. The CP35 composite was more efficient as a thermal and acoustic insulation, providing 20% noise reduction, 31% and 34% for frequencies of 1 kHz, 2 kHz and 4 kHz, respectively. The analyzes were based on ABNT, ASTM, UL. Based on these results, it can be concluded that the eco-composite produced the hem of coconut can be used as thermal and acoustic insulation. Thus, it gives a more noble end to this material, which most often is burned or disposed of improperly in the environment.

Desenvolvimento e caracterização de biocompósito de látex (borracha natural) e fibra de carnaúba

The development of composite materials encompasses many different application areas. Among the composites, it is had, especially, the materials of organic origin, which have the greatest potential for biodegradability and so, have been bringing relevance and prominence in the contemporary setting of environmental preservation and sustainable development. Following this perspective of ecological appeal, it was developed a biocomposite material with natural inputs typically brazilian. This composite was made from latex (natural rubber) and carnauba fiber in different mass proportions. Formulations had varied by 5%, 10%, 15% and 20% of fiber in relation the matrix. This material has been designed aiming at application in thermal insulation systems, which requirethermal protection surfaces and/or reduction of thermal energy loss. Therefore, the composite was characterized by thermal conductivity testing, specific heat, thermal diffusivity and thermogravimetry. As has also been characterized for their physical-mechanical, by testing density, moisture content, tensile strength, hardness and scanning electron microscopy (SEM). The characterization of the material revealed that the composite presents a potential of thermal insulation higher than the natural rubber, that was used as reference. And the formulation at 15% fiber in relation the matrix showed the best performance. Thus, the composite material in question presents itself as a viable and effective alternative for new thermal insulation material design.

Desenvolvimento e caracterização de biocompósito de látex (borracha natural) e fibra de carnaúba

The development of composite materials encompasses many different application areas. Among the composites, it is had, especially, the materials of organic origin, which have the greatest potential for biodegradability and so, have been bringing relevance and prominence in the contemporary setting of environmental preservation and sustainable development. Following this perspective of ecological appeal, it was developed a biocomposite material with natural inputs typically brazilian. This composite was made from latex (natural rubber) and carnauba fiber in different mass proportions. Formulations had varied by 5%, 10%, 15% and 20% of fiber in relation the matrix. This material has been designed aiming at application in thermal insulation systems, which requirethermal protection surfaces and/or reduction of thermal energy loss. Therefore, the composite was characterized by thermal conductivity testing, specific heat, thermal diffusivity and thermogravimetry. As has also been characterized for their physical-mechanical, by testing density, moisture content, tensile strength, hardness and scanning electron microscopy (SEM). The characterization of the material revealed that the composite presents a potential of thermal insulation higher than the natural rubber, that was used as reference. And the formulation at 15% fiber in relation the matrix showed the best performance. Thus, the composite material in question presents itself as a viable and effective alternative for new thermal insulation material design.

Reforço de pilares por confinamento com mantas de fibras de carbono: avaliação de modelos de comportamento

A presente dissertação incide sobre o estudo dos efeitos do confinamento com materiais compósitos de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) em pilares de estruturas de betão armado. A motivação para este estudo surge da necessidade de aprofundar conhecimentos acerca do comportamento dos pilares de betão reforçados por confinamento com CFRP, uma vez que a sua aplicação apresenta uma crescente importância, por exemplo, para aumento da resistência e da ductilidade de estruturas de betão armado. Fez-se, inicialmente, uma breve revisão das técnicas de reforço convencionais utilizadas em pilares de betão armado, com ênfase no reforço exterior com polímeros reforçados com fibras. A elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga, o baixo peso volúmico, a versatilidade e a diversidade dos sistemas comercializados com CFRP tornam este material muito competitivo para este tipo de aplicação. Na sequência desse estudo, realizou-se uma revisão bibliográfica acerca dos modelos de comportamento que permitem prever o desempenho de pilares de betão confinados com CFRP, sujeitos a esforços de compressão. Como forma de análise desses modelos, desenvolveu-se uma ferramenta numérica em ambiente Mathworks - Matlab R2015a, que permitiu a obtenção e posterior comparação dos diagramas de tensão-extensão descritos pelos modelos desenvolvidos por Manfredi e Realfonzo (2001), Ferreira (2007) e Wei e Wu (2011). Por fim, comparam-se os resultados experimentais de Paula (2003) e de Rocca (2007) com os dos modelos constitutivos referidos anteriormente, analisando-se também a influência de vários fatores na eficácia do confinamento, tais como o boleamento, o número de camadas de CFRP e a geometria da secção transversal. Foram ainda comparados e discutidos resultados relativos ao confinamento parcial de pilares. Os resultados obtidos indicam que os modelos analíticos representam relativamente bem o andamento das curvas do betão confinado para secções circulares, quadradas e retangulares, verificando-se as principais discrepâncias nestas duas últimas tipologias de secção transversal, dada a dificuldade associada à quantificação de parâmetros associados ao seu comportamento (por exemplo, boleamento de arestas). No entanto, verificou-se igualmente que com um adequado boleamento de arestas (e consequente aumento da relação entre o raio de canto e a largura da secção de betão), bem como com um aumento do número de camadas de material compósito, é possível aumentar a tensão resistente e a extensão axial na rotura do betão à compressão.

Desenvolvimento e caracterização de filmes a base de isolado protéico de resíduos de corvina (micropogonias furnieri) e óleo de palma

Nas últimas duas décadas, o descarte e o acúmulo de embalagens não biodegradáveis têm agravado os problemas ambientais. Uma das soluções encontradas, particularmente na área de embalagens de alimentos, é o desenvolvimento de filmes a partir de polímeros que possam substituir os materiais sintéticos. Fontes alternativas de proteína, como os resíduos de pescados, tornam-se importante, pois estes representam de 60 a 70% da matéria-prima e são descartados pelas indústrias de filetagem contribuindo com os danos ao meio ambiente. As propriedades funcionais dos filmes biodegradáveis são resultantes das características das macromoléculas utilizadas, das interações entre os constituintes envolvidos na formulação (macromolécula, solvente, plastificante e outros aditivos), dos parâmetros de fabricação (temperatura, tipo de solvente, pH, entre outras), do processo de dispersão da solução filmogênica (pulverização, espalhamento, etc.) e das condições de secagem. Um problema limitante no uso de filmes biodegradáveis a base de proteínas de pescado é a sua susceptibilidade à umidade, devido à hidrofilicidade dos aminoácidos das moléculas de proteína. O objetivo geral do trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes a base de isolado proteico de resídeos de corvina (IPC) e óleo de palma (OP). O desenvolvimento dos filmes foi estudado em duas etapas. Neste estudo utilizou-se resíduos de corvina (Micropogonias furnieri) para a obtenção do isolado protéico, glicerol como plastificante e óleo de palma para conferir hidrofobicidade ao filme. Na primeira etapa, o objetivo foi investigar o efeito das concentrações de IPC, de glicerol e do pH sobre as propriedades dos filmes de proteína de resíduos de corvina (Micropogonias furnieri). Os filmes foram avaliados quanto aos parâmetros de cor, opacidade, propriedades mecânicas, espessura, solubilidade em água, permeabilidade de vapor de água (PVA) e propriedades morfológicas. Como resultado foi observado que a opacidade e a luminosidade dos filmes não foram afetados pelas variáveis do processo. Os filmes de IPC ficaram amarelados e opacos. Apresentaramse mais claros quando elaborados com baixas concentrações de IPC e altas concentrações de glicerol nas soluções filmogênicas. A menor solubilidade em água ocorreu nos filmes com pH baixo e menores concentrações de glicerol. Com relação as propriedades mecânicas, os filmes apresentaram alta elongação e sua resistência à tração aumentou quando utilizadas maiores concentrações de IPC, menores concentrações de glicerol e pHs mais baixos.Os filmes apresentaram superficies ásperas e irregulares. Na segunda etapa foram elaborados filmes biodegradáveis de IPC contendo diferentes concentrações de óleo de palma (OP) (10 e 20 g de OP /100g de IPC) e suas propriedades de barreira, mecânicas, físico-químicas, térmicas e morfológicas foram estudadas. A adição de OP aumentou as espessuras dos filmes com 2 e 4% de IPC, no entanto a solubilidade não foi afetada pela adição do OP. Os filmes com 3 e 4% de IPC ficaram menos permeáveis a água quando incorporado 20% de OP nos mesmos. A opacidade dos filmes aumentou com a adição do OP. A incorporação do OP nos filmes resultou em uma diminuição da resistência à tração e no aumento da elongação dos filmes. Nos filmes com 2% de IPC o aumento na elongação foi significativo apenas quando adicionado 20% de OP. O aparecimento de apenas uma temperatura de fusão nos filmes sugeriu uma homogeneidade dos mesmos. A decomposição térmica dos filmes iniciou em torno de 120 -173ºC. Os filmes apresentaram uma superfície descontínua.

Desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (micropogonias furnieri) e argila organofílica

O desenvolvimento de filmes e coberturas é um processo de transformação que utiliza polímeros capazes de formar uma matriz contínua. As proteínas de pescado apresentam propriedades que são vantajosas no preparo de biofilmes, como habilidade para formar redes, plasticidade e elasticidade, apresentando boa barreira ao oxigênio, mas sua barreira ao vapor de água é baixa devido à sua natureza hidrofílica. Estas propriedades podem ser melhoradas aplicando nanotecnologia, incluindo materiais como as nanoargilas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver filmes nanocompósitos a partir de biopolímeros protéicos provenientes de isolados protéicos de corvina (Micropogonias furnieri) e argilas organofílicas. O isolado protéico de corvina (IPC) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteína. Os filmes poliméricos foram desenvolvidos pela técnica de “casting”. Para o desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (IPC) e montmorilonita foi executado um planejamento experimental de 3 níveis e 3 fatores com 3 réplicas no ponto central. Os resultados foram submetidos à metodologia de superfície de resposta (MSR) para estudar os efeitos simultâneos das variáveis independentes, concentração de IPC (IPC = 2; 3,5 e 5 g/100 g de solução filmogênica); concentração de montmorilonita (MMT = 0,3; 0,5 e 0,7 g/100 g de solução filmogênica); e plastificante glicerol (G = 25, 30 e 35 g/100 g de IPC em base seca) sobre as respostas resistência à tração (MPa), elongação (%), força na ruptura (N), permeabilidade ao vapor de água (g mm m-2 d -1 KPa-1 ) e solubilidade (%). O isolado protéico obtido de carne mecanicamente separada de corvina apresentou 97,87% de proteína (em base seca), boa capacidade de retenção de água e solubilidade. Os valores de resistência à tração variaram entre 7,2 e 10,7 MPa e os valores de elongação de 39,6 a 45,8%. Os valores encontrados para PVA no presente trabalho encontram-se entre 3,2 e 5,5 g mm m-2 d -1 KPa-1 . Os filmes nanocompósitos produzidos a partir de IPC e MMT foram promissores, do ponto de vista das propriedades mecânicas, aparência visual e fácil manuseio, bem como baixa permeabilidade ao vapor de água e a baixa solubilidade. Com relação às propriedades mecânicas, a concentração de IPC e MMT foi o principal fator que influenciou no desenvolvimento dos filmes nanocompósitos. O planejamento experimental utilizado determinou que 3,5 g de IPC; 0,5 g de MMT e 30 (g/100g de IPC) de glicerol seriam os parâmetros ideais para desenvolvimento de filmes nanocompósitos utilizando a técnica de “casting”. As coberturas de isolado protéico de corvina (IPC) e as coberturas de IPC e MMT foram aplicadas em mamão minimamente processado para avaliar sua vida- útil. O revestimento com cobertura de isolado protéico de corvina e montmorilonita aplicado em mamão minimamente processado apresentou menor perda de massa 5,26%, menor crescimento microbiano e menor diminuição de firmeza, luminosidade e pH conseqüentemente apresentou os melhores resultados na cobertura de mamão minimamente processado, quando comparados com a amostra controle sem cobertura.

Modificação da pasta kraft de eucalipto para novas aplicações

Este trabalho constou num estudo da modificação da pasta kraft de eucalipto, utilizando uma técnica de processamento por alta pressão hidrostática com o intuito de melhorar a sua performance para novas aplicações tal como o papel tissue ou o papel para embalagens. Para tal pretendia-se melhorar algumas propriedades da pasta com a utilização da técnica de alta pressão hidrostática. Realizou-se um estudo preliminar onde se submeteu uma pasta branqueada A, não refinada, a um tratamento hiperbárico (TH) numa gama de pressões de 5000-8000 bar. Para uma pressão de 6000 bar constatou-se uma melhoria de cerca de 16 % no alongamento percentual na rotura, 17 % na resistência à tração, 27 % no índice de rebentamento e cerca de 19 % no índice de rasgamento. Posteriormente, e tendo em conta os resultados positivos verificados na pasta A, estudou-se o efeito do TH numa pasta branqueada B variando a consistência de tratamento (1,5% ou 3%) e o tempo de processamento (5 ou 10 minutos). Foi estudado também o efeito do TH quando aplicado antes e após a refinação da pasta. A pasta branca foi submetida à refinação num moinho PFI entre 1000 e 3000 rotações. Os resultados obtidos mostram que o TH realizado a menores consistências apresenta um efeito mais significativo nas propriedades físico-mecânicas de pastas e que o efeito é distinto quando o processamento é aplicado antes e depois da refinação, tendo-se registado melhoramentos das propriedades mecânicas apenas quando o TH ocorre após a refinação. A pasta kraft foi também modificada com anidrido alquenil succínico (ASA). A modificação da pasta de celulose com ASA resultou numa diminuição das propriedades mecânicas e para além disso não gerou qualquer alteração na termoplasticidade do material, no entanto registou-se um aumento na resistência à molhabilidade. Concluiu-se que o TH conduz a alterações ao nível de propriedades mecânicas e estruturais da pasta de interesse para a aplicação em papéis tissue no caso da pasta B. Para além disso a modificação da pasta com ASA resultou em alterações de interesse particular para papéis de embalagem.

Reforço de pilares por confinamento com mantas de fibras de carbono: avaliação de modelos de comportamento

A presente dissertação incide sobre o estudo dos efeitos do confinamento com materiais compósitos de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) em pilares de estruturas de betão armado. A motivação para este estudo surge da necessidade de aprofundar conhecimentos acerca do comportamento dos pilares de betão reforçados por confinamento com CFRP, uma vez que a sua aplicação apresenta uma crescente importância, por exemplo, para aumento da resistência e da ductilidade de estruturas de betão armado. Fez-se, inicialmente, uma breve revisão das técnicas de reforço convencionais utilizadas em pilares de betão armado, com ênfase no reforço exterior com polímeros reforçados com fibras. A elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga, o baixo peso volúmico, a versatilidade e a diversidade dos sistemas comercializados com CFRP tornam este material muito competitivo para este tipo de aplicação. Na sequência desse estudo, realizou-se uma revisão bibliográfica acerca dos modelos de comportamento que permitem prever o desempenho de pilares de betão confinados com CFRP, sujeitos a esforços de compressão. Como forma de análise desses modelos, desenvolveu-se uma ferramenta numérica em ambiente Mathworks - Matlab R2015a, que permitiu a obtenção e posterior comparação dos diagramas de tensão-extensão descritos pelos modelos desenvolvidos por Manfredi e Realfonzo (2001), Ferreira (2007) e Wei e Wu (2011). Por fim, comparam-se os resultados experimentais de Paula (2003) e de Rocca (2007) com os dos modelos constitutivos referidos anteriormente, analisando-se também a influência de vários fatores na eficácia do confinamento, tais como o boleamento, o número de camadas de CFRP e a geometria da secção transversal. Foram ainda comparados e discutidos resultados relativos ao confinamento parcial de pilares. Os resultados obtidos indicam que os modelos analíticos representam relativamente bem o andamento das curvas do betão confinado para secções circulares, quadradas e retangulares, verificando-se as principais discrepâncias nestas duas últimas tipologias de secção transversal, dada a dificuldade associada à quantificação de parâmetros associados ao seu comportamento (por exemplo, boleamento de arestas). No entanto, verificou-se igualmente que com um adequado boleamento de arestas (e consequente aumento da relação entre o raio de canto e a largura da secção de betão), bem como com um aumento do número de camadas de material compósito, é possível aumentar a tensão resistente e a extensão axial na rotura do betão à compressão.