Reforço de elementos estruturais de madeira com materiais compósitos de matriz polimérica

A necessidade de manutenção e reabilitação de estruturas de madeira antigas é, nos dias de hoje, um aspeto bastante importante a nível mundial. Assim, o estudo da eficácia de alguns sistemas de reforço torna-se fulcral. A presente dissertação é um estudo experimental sobre reforço de estruturas de madeira com materiais compósitos. Os materiais compósitos utilizados na componente experimental foram polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Polymer) e estes foram colados ao substrato de madeira com resina epoxídica. O estudo experimental foi composto por duas fases. Na primeira fase realizaram-se ensaios de corte simples e na segunda fase ensaios de flexão. Os ensaios de corte simples foram realizados de modo a estudar a ligação CFRP-madeira e a analisar a influência do comprimento colado de CFRP ao substrato de madeira. Para tal, utilizaram-se duas técnicas de reforço, a técnica EBR (Externally Bonded Reinforcement) em que os laminados de CFRP são colados exteriormente e a técnica NSM (Near Surface Mounted) em que os laminados de CFRP são colados numa ranhura feita no provete de madeira. Foram realizados 17 ensaios de corte simples, 10 com a técnica EBR e 7 com a técnica NSM. Na segunda fase, foram realizados 3 ensaios de flexão sobre pavimentos de madeira reforçados com laminados de CFRP. Para estes ensaios também se utilizaram duas técnicas de reforço, a técnica EBR e uma técnica em que o laminado de FRP é ancorado nas extremidades das vigas. Numa fase final os resultados foram analisados e comparados de modo a tirar conclusões. Concluíu-se que a técnica de reforço NSM apresenta um desempenho superior à técnica EBR nos ensaios de corte simples. Comparativamente à técnica EBR, os pavimentos de madeira com o laminado de CFRP ancorado nas extremidades das vigas apresentaram um melhor desempenho.

Estudo numérico sobre o reforço de pilares de betão armado reforçados com cantoneiras e presilhas metálicas. Análise paramétrica.

A presente comunicação descreve o estudo paramétrico desenvolvido com base no método dos elementos finitos (MEF) para analisar a influência de factores geométricos e mecânicos no comportamento à flexo-compressão de pilares de betão armado (BA) reforçados com cantoneiras e presilhas de aço (steel caging). Com base num modelo de elementos finitos 3D, levou-se a cabo um estudo numérico sobre a influência de vários fatores no comportamento à flexo-compressão de pilares BA. Esses factores são: a dimensão dos pilares, a dimensão dos elementos que formam o reforço (cantoneiras e presilhas) e as propriedades mecânicas dos materiais constituintes do pilar de betão armado e do reforço (cantoneiras e presilhas de aço).

Estudo numérico sobre o reforço de pilares de betão armado com cantoneiras e presilhas metálicas: análise paramétrica e modelo de cálculo

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Fibras de licuri: um reforço vegetal alternativo de compósitos poliméricos

This research is based, at first, on the seeking of alternatives naturals reinforced in place of polymeric composites, also named reinforced plastics. Therein, this work starts with a whole licuri fiber micro structural characterization, as alternative proposal to polymeric composites. Licuri fiber is abundant on the Bahia state flora, native from a palm tree called Syagrus Coronata (Martius) Beccari. After, it was done only licuri fiber laminar composite developing studies, in order to know its behavior when impregnated with thermofix resin. The composite was developed in laminar structure shape (plate with a single layer of reinforcement) and produced industrially. The layer of reinforcement is a fabric-fiber unidirectional of licuri up in a manual loom. Their structure was made of polyester resin ortofitálica (unsaturated) only reinforced with licuri fibers. Fiber characterization studies were based on physical chemistry properties and their constitution. It was made by tension, scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (RDX) and thermal analyses (TG and DTA) tests, besides fiber chemistry analyses. Relating their mechanical properties of strength and hardness testing, they were determined through unit axial tension test and flexion in three points. A study in order to know fiber/matrix interface effects, in the final composites results, was required. To better understand the mechanical behavior of the composite, macroscopic and microscopic optical analysis of the fracture was performed

Técnicas de reforço estrutural para edificações antigas: estudo de caso na cidade de Rio Branco – Acre

Este trabalho visou a demonstrar o dimensionamento e verificação de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2007) com as suas características geométricas, cobrimento da armadura, armaduras, flambagem e a resistência de pilares à compressão centrada dos pilares em concreto armado, apresentando na revisão bibliográfica as principais técnicas de reforço estrutural de pilares de concreto armado para edificações antigas, identificando as principais metodologias e técnicas utilizadas no Brasil e apresentando os pontos positivos e negativos de cada técnica:encamisamento de concreto, perfis metálicos, chapa de aço colado, manta/tecido de carbono, aramida e vidro e polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC). Os pilares com aumento da seção transversal retangular, com adição de armação e concreto, sendo mais usual e prática a técnica apresenta dificuldades em obras antigas, geralmente devido à necessidade arquitetônica de permanecer o mais fiel a sua forma original. Justificando-se a necessidade de conhecimento das diversas técnicas de reforço estrutural descritas neste trabalho com aumento de capacidade de resistência, sem que haja aumento substancial, na seção transversal dos pilares e objetivando a análise do reforço proposto através dos cálculos do projeto, programa – PDOP 2.0 e parâmetros de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2007). Os resultados obtidos através da análise comparativa do reforço executado no estudo de caso “revitalização do casarão” - com relação à análise dos pilares retangulares submetidos à flexão composta oblíqua, esforços cortantes e torsores quanto à NBR 6118 (ABNT, 2007) utilizando o programa para dimensionamento otimizado de pilares – PDOP 2.0 - indicaram que a técnica de reforço estudada foi eficiente, pois todas as peças reforçadas tiveram uma capacidade portante maior que a do pilar original sem o reforço.

Estudo de compósitos de madeira com reforço em bambu para utilização em mobiliário

Bamboo has been studied because of its peculiar mechanical properties and numerous possibilities of use, besides being a fast-growing grass and short cutting cycle. This study aimed to analyze the mechanical characteristics of wood-bamboo composite material, where the samples were developed from the combination of layers of bamboo as a structural reinforcement in solid pieces of pine and EGP panel parts. The species of wood used was Pinus taeda, and the bamboo species Guadua angustifolia and Dendrocalamus giganteus. All work was conducted at the Universidade Estadual Paulista - UNESP in the laboratory of Physical and Mechanical Properties of Wood. Tests including the density and tension parallel to grain of the bamboo species used and the static bending of composites in order to use this in the furniture industry. For the tests have been used as a basis the requirements of the normative document NBR 7190/97. The values obtained in the tests showed a significant increase in strength and stiffness compared to unreinforced parts, where there was an increase in MOE and MOR in static bending in all specimens used in evidence. The results showed the possibility of reducing sections in furniture components and the possibility of improving the mechanical properties of parts with defects found in wood of Pinus Itapeva region of São Paulo

Flexão e análise dinâmico-mecânica de compósitos 5HS e NCF com resina epóxi monocomponente produzidos por RTM

In order to study resin distribution and homogeneity of composite laminates manufactured by RTM, it was used CYCOM 890 monolithic toughened epoxy as a matrix with two different configurations of intermediated modulus (IM) carbon fibers: Satin Weave (5HS) and non crimp fabric (NCF). The injection parameters were defined based on Thermo Gravimetric Analysis (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and rheological analysis. After processing the material, the resin/fiber impregnation was studied using ultrasonic test, Thermo Gravimetric Analysis, Differential Scanning Calorimetry, Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and flexural tests. Therefore, it was able to observe an internal residual stress during the cooling process in both laminates, higher in the composite using NCF fabric due to the lack of symmetry, although a good proportion of fiber/matrix has been verified by the lower values of flexural modulus deviation. The DMA enabled the visualization of glass transition and its association with the inter and intra molecular interaction and movement, in which the NCF composite presented better permeability due to the lowest temperature of glass transition, when compared to the Satin Weave composite

Influência da incorporação de nanofibras de poliamida 6 com e sem nanotubos de carbono como reforço de prótese parcial fixa adesiva

The aim of this study was to evaluate the behavior of reinforced composites with polyamide 6 fibers aligned (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with or without CNT using the flexural strength test. After preparation of nanofibers aligned nylon 6 (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with and without incorporation of nanotube carbon by the method of electrospinning, were performed one control group (n = 10) and 4 experimental groups (n = 40) G1: Control (just resin Charisma - Heraeus Kulzer) ;G2 Resin + N6 aligned (6000 rpm) + CNT; G3:Resin + N6 alignment (120 rpm) + CNT; G4: Resin + aligned ( 6000 rpm) N6. G5: Resin + N6 alignment (120 rpm). The fibers were cut to the dimensions of 0,3 x 15 mm and were applied an adhesive at the surface (Single Bond 2) for 5 min and cured. In the matrix, was added resin in the proximal box (Charisma A2, Heraeus Kulzer) and cured for 40 s. (power 1100 mW / cm²). A first layer of resin and on the resin was deposited. The resin layers specimens were light irradiated with three overlapping exposures delivered. For each resin layer were light irradiated for 40 sec. The samples were tested with a cross-speed of 1 mm / min, and a 50 Kgf at Universal testing machine (EMIC mod.DL2000). The Dunnet test showed that only the nanotube group was significantly different from the control group. The ANOVA two-way indicates that the nanotube factor was statistically significant (p < 0.05) and there is no interaction between factors and orientation nanotube. The presence of nanotube showed lower fracture resistance values for aligned and unaligned groups. The results of this study showed that the orientation of the fibers does not influence the strength of composite resins and the incorporation of nylon nanofibers with carbon nanotubes decreased the fracture resistance values. The presence of the fibers has not been able to improve the strength of the material in any of the...

Influência da incorporação de nanofibras de poliamida 6 com e sem nanotubos de carbono como reforço de prótese parcial fixa adesiva

The aim of this study was to evaluate the behavior of reinforced composites with polyamide 6 fibers aligned (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with or without CNT using the flexural strength test. After preparation of nanofibers aligned nylon 6 (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with and without incorporation of nanotube carbon by the method of electrospinning, were performed one control group (n = 10) and 4 experimental groups (n = 40) G1: Control (just resin Charisma - Heraeus Kulzer) ;G2 Resin + N6 aligned (6000 rpm) + CNT; G3:Resin + N6 alignment (120 rpm) + CNT; G4: Resin + aligned ( 6000 rpm) N6. G5: Resin + N6 alignment (120 rpm). The fibers were cut to the dimensions of 0,3 x 15 mm and were applied an adhesive at the surface (Single Bond 2) for 5 min and cured. In the matrix, was added resin in the proximal box (Charisma A2, Heraeus Kulzer) and cured for 40 s. (power 1100 mW / cm²). A first layer of resin and on the resin was deposited. The resin layers specimens were light irradiated with three overlapping exposures delivered. For each resin layer were light irradiated for 40 sec. The samples were tested with a cross-speed of 1 mm / min, and a 50 Kgf at Universal testing machine (EMIC mod.DL2000). The Dunnet test showed that only the nanotube group was significantly different from the control group. The ANOVA two-way indicates that the nanotube factor was statistically significant (p < 0.05) and there is no interaction between factors and orientation nanotube. The presence of nanotube showed lower fracture resistance values for aligned and unaligned groups. The results of this study showed that the orientation of the fibers does not influence the strength of composite resins and the incorporation of nylon nanofibers with carbon nanotubes decreased the fracture resistance values. The presence of the fibers has not been able to improve the strength of the material in any of the...

Obtenção e caracterização de um compósito polimérico de matriz poliéster e reforço/carga de tecido plano de algodão

He was obtained and studied the feasibility of using TPA (Tissue Cotton Plan) screen type, for bagging, with a weight of 207.9 g / m2 in a composite of orthophthalic crystal polyester resin matrix. The process for obtaining the composite was tested against the maximum number of layers that could be used without compromising the processability and manufacturing of CPs in compression mold. Five configurations / formulations were selected and tested at 1, 4, 8, 10 and 12 layers of cotton tissue - TPA. TPA was not subjected to chemical treatment, only by passing a mechanical washing process. The composite in its various configurations / formulations was characterized to determine its physical properties. The properties of the composite were higher viability resistance to bending, approaching the matrix and impact resistance, superiority in relation to the polyester resin. Another property that has shown good result compared to other composite has water absorption. Analyzing all the properties set the settings / formulations with higher viability were TA8 and TA10, by combining good processability and higher mechanical strength, with lower loss compared to polyester resin matrix. The composite showed lower mechanical behavior of the resin matrix for all the formulations studied except the impact resistance. The SEM showed a good adhesion between the layers of TPA and polyester resin matrix, without the presence of micro voids in the matrix confirming the efficient manufacturing process of the samples for characterization. The composite proposed proved to be viable for the fabrication of structures with low requests from mechanical stresses, and as demonstrated for the manufacture of solar and wind prototypes, and packaging, shelving, decorative items, crafts and shelves, with good visual appearance.

Obtenção e caracterização de um compósito polimérico de matriz poliéster e reforço/carga de tecido plano de algodão

He was obtained and studied the feasibility of using TPA (Tissue Cotton Plan) screen type, for bagging, with a weight of 207.9 g / m2 in a composite of orthophthalic crystal polyester resin matrix. The process for obtaining the composite was tested against the maximum number of layers that could be used without compromising the processability and manufacturing of CPs in compression mold. Five configurations / formulations were selected and tested at 1, 4, 8, 10 and 12 layers of cotton tissue - TPA. TPA was not subjected to chemical treatment, only by passing a mechanical washing process. The composite in its various configurations / formulations was characterized to determine its physical properties. The properties of the composite were higher viability resistance to bending, approaching the matrix and impact resistance, superiority in relation to the polyester resin. Another property that has shown good result compared to other composite has water absorption. Analyzing all the properties set the settings / formulations with higher viability were TA8 and TA10, by combining good processability and higher mechanical strength, with lower loss compared to polyester resin matrix. The composite showed lower mechanical behavior of the resin matrix for all the formulations studied except the impact resistance. The SEM showed a good adhesion between the layers of TPA and polyester resin matrix, without the presence of micro voids in the matrix confirming the efficient manufacturing process of the samples for characterization. The composite proposed proved to be viable for the fabrication of structures with low requests from mechanical stresses, and as demonstrated for the manufacture of solar and wind prototypes, and packaging, shelving, decorative items, crafts and shelves, with good visual appearance.

Torque articular e ativação dos musculos biceps femoral e semi-tendineo durante movimentos isocineticos de flexão do joelho em atletas de futebol

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Avaliação in vitro da resistência à flexão de um protótipo de mini-implante desenvolvido para ancoragem do aparelho de Herbst

OBJETIVO: o propósito do presente estudo é avaliar o limite de resistência à flexão de um protótipo de mini-implante desenvolvido para ancoragem do aparelho de Herbst. MÉTODOS: após a realização de um cálculo do tamanho da amostra, quatro corpos de prova contendo os protótipos de mini-implantes foram submetidos a uma força de flexão por engastamento simples, utilizando-se uma máquina universal de ensaios mecânicos, sendo calculado o limite de resistência à força de flexão. RESULTADOS: após os ensaios mecânicos, os novos mini-implantes apresentaram o limite de resistência à força de flexão de 98,2kgf, que foi o menor valor encontrado. CONCLUSÃO: os protótipos de mini-implantes desenvolvidos para ancoragem do aparelho de Herbst foram capazes de suportar forças de flexão maiores do que as forças de mordida descritas na literatura.

Resíduos de sisal como reforço em compósitos de polipropileno virgem e reciclado

Foram estudadas as propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de polipropileno, virgem e reciclado, reforçados com 30% em massa de fibras residuais de sisal, assim como o perfil de processamento e a morfologia da matriz polimérica. Para tanto, foram determinadas a resistência à tração, o módulo de Young, alongamento na ruptura, e energia de impacto. As amostras também foram caracterizadas por MEV, DMTA e TG. Para ambos os compósitos de polipropileno, virgem e reciclado, com a adição das fibras, o alongamento na ruptura mostrou uma queda significativa, enquanto que a resistência à tração não sofreu grandes variações. Houve um aumento significativo nos valores de tração na ruptura e de energia de impacto com a adição das fibras de sisal na matriz de polipropileno. As análises térmicas mostraram ligações secundárias, como as ligações polares, entre as fibras e a matriz, concordando com o comportamento mecânico dos compósitos. Constatou-se que a temperatura de transição vítrea não variou após a adição da fibra.

Avaliação da cicatrização de feridas em dorso de ratos tratados com mitomicina C tópica e posterior reforço com injetável

Estudo experimental em animais. A mitomicina C vem sendo usada como inibidor de fibroblastos, acarretando, com isso, diminuição do processo cicatricial em feridas cirúrgicas. OBJETIVO: Este trabalho visa avaliar o uso de Mitomicina C para diminuir o processo cicatricial, através de seu uso tópico com reforços posteriores injetáveis. MATERIAL E MÉTODOS: Foi usado um modelo de feridas em dorso de ratos, com retirada circular da pele e cicatrização por segunda intenção. Foram usados 18 ratos, divididos em três grupos: controle; com uso tópico; e com reforço de mitomicina C injetável, mensalmente e por 2 meses. Após 3 meses os animais foram sacrificados e as cicatrizes retiradas cirurgicamente e submetidas a estudo histológico. RESULTADOS: Notou-se sob vários critérios que a cicatrização com o uso tópico é menos intensa, mas ao se usar o reforço injetável os parâmetros voltam a ser comparados ao do grupo controle. DISCUSSÃO: Acreditamos que a administração injetável de mitomicina C nas cicatrizes, pela sua elevada característica tóxica, acarreta destruição tecidual e neoformação cicatricial. CONCLUSÕES: A mitomicina C diminui o processo cicatricial quando usada topicamente, mas acarreta aumento da cicatrização quando nestas feridas são feitos reforços injetáveis.