Propriedades físicas e mecânicas de cimentos de ionômero de vidro encapsulados e não encapsulados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Concreto com agregados reciclados de borracha de pneu: resistência à compressão a altas temperaturas

A sustentabilidade é uma preocupação para a indústria da construção civil, uma vez que é responsável pelo consumo de uma grande quantidade de recursos naturais e por impactos ambientais. Assim, a utilização de agregados reciclados em substituição dos agregados naturais mostra-se benéfica ao minimizar os impactos ambientais, o consumo de recursos naturais e na redução de alguns problemas urbanos associados à acumulação de lixo. Neste contexto, o trabalho de investigação desenvolvido teve como objetivo o estudo da utilização de agregados reciclados de borracha de pneu na composição do concreto, contribuindo com uma alternativa sustentável para o problema do depósito de pneus após a sua vida útil. O trabalho laboratorial realizado compreendeu ensaios de resistência à compressão do concreto. Estudaram-se três composições de concreto, uma composição de referência, uma composição com uma taxa de substituição de 15% e outra com taxa de substituição de 30% de agregados naturais por agregados reciclados de borracha de pneu usados. Os diferentes provetes de concreto foram submetidos a vários níveis de carregamento (0,15fcd; 0,3fcd e 0,7fcd) e a diferentes níveis de temperatura (20, 300, 500 e 700ºC). Os resultados obtidos permitiram verificar que o aumento da percentagem de agregados de borracha reciclados de pneu inserido no concreto conduz a um aumento do controlo de fendilhação e minimiza o surgimento de fissuração de origem térmica.

Desenvolvimento e caracterização de um eco-compósito de poliuretano de mamona e fibra de lã canina

The Sustainability has been evidence in the world today; organizations have sought to be more and more into this philosophy in their processes, whether products or attendance. In the present work were manufactured eco-composites with animal fiber (dog wool) that is currently discarded into the environment without any use. Project phases consisted on the initial treatment of fibers with alkaline solution (NaOH) at 0.05 mols for removal of impurities, developing methods to convert these fibers (reinforcement) blended with castor oil polyurethane (matrix) in eco-composite with different proportions (5%, 10%, 15% and 20%). Fiber properties were evaluated by analysis of SEM, XRD and FTIR. The composites were produced by compression molding with dimensions 30x30x1cm. For characterization of the composites the following tests were performed: mechanical (tensile, compression, shore hardness A) according the standards and testing water absorption, moisture regain and biodegradation. The analysis of thermal properties on fibers and composites were by TG, DSC, thermal conductivity, resistivity, heat capacity and thermal resistance. Analyzing the results of these tests, it was observed that the composite reinforced with 20% showed a better thermal performance between others composites and dimensional stability when compared to commercial thermal insulation. Also is possible to observe a balance in moisture absorption of the composite being shown with its higher absorption rate in this same sample (20%). The micrographs show the fiber interaction regions with polyurethane to fill the empty spaces. In hardness and compression testing can identify that with increasing percentage of the fiber material acquires a greater stiffness by making a higher voltage is used for forming necessary. So by the tests performed in eco-composites, the highest percentage of fiber used as reinforcement in their composition obtained a better performance compared to the remaining eco-composites, reaching values very close to the PU.

ESTIMATIVAS DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE COMPOSTOS LVL CONFECCIONADOS COM PARICÁ POR MEIO DE ULTRASSOM

No presente estudo buscou-se avaliar as propriedades físicas e mecânicas de compostos LVL produzidos com a madeira de paricá ( Schizolobium amazonicum Huber ex. Ducke) por meio do ultrassom. Para isso, foram utilizados LVL produzidos em laboratório e destes retiradas amostras para realização dos ensaios não destrutivos. Posteriormente, as mesmas amostras foram destinadas para realização dos ensaios físicos (absorção de água; inchamento em espessura e inchamento residual) ou mecânicos (resistência e rigidez à flexão estática flatwise; resistência e rigidez à flexão estática edgewise; resistência à compressão paralela e resistência ao cisalhamento paralelo e perpendicular). Os dados da velocidade de propagação de ondas e do módulo de elasticidade dinâmico obtidos nos ensaios não destrutivos foram utilizados no ajuste de equações para estimar as propriedades avaliadas. Os resultados obtidos apontaram o uso do ultrassom como uma ferramenta eficaz para a predição da maior parte das propriedades avaliadas. Dentre as variáveis independentes avaliadas, o módulo de elasticidade dinâmico obteve os melhores resultados quando comparado à velocidade de propagação das ondas.

Estudo da substituição de agregados miúdos naturais por pó de pedra em concreto de cimento portland

The sharp consumption of natural resources by the construction industry has motivated numerous studies concerning the application of waste to replace partially or fully, some materials, such as aggregates, thereby reducing the environmental impact caused by the extraction of sand and crushing process. The application of stone dust from crushing process arising as an aggregate for the production of Portland cement concrete is a viable alternative in view of the high cost of natural sands, in addition to the environmental damage which causes its operation to the environment. The stone dust has reduced cost compared to natural sand because it is produced in the beds of their own quarries, which are usually located close to major urban centers. This study examined the feasibility of using stone dust from the crushing of rock gneisses in the state of Bahia, replacing natural quartz sand. In the development of scientific study was conducted to characterize physical and chemical raw materials applied and molded cylindrical specimens , using as reference values Fck 20, Fck 25 and Fck 30 MPa ( resistance characteristic of the concrete after 28 days) in following compositions stone powder: 10%, 30%, 50 %, 100% and 100% with additive. The specimens were cured and subjected to the tests of compressive strength and water absorption, then the samples were subjected to the tests of X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results obtained showed that the composition with 10% stone powder showed the best results regarding the physical and mechanical tests performed, confirming the reduction in compressive strength and increased water uptake increased as the content of the powder stone in the concrete composition

Desenvolvimento e caracterização de compósito a partir da borra da piaçava para construção da parábola de um fogão solar a concentração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Plásticos reforçados a base de tecidos híbridos: efeitos da anisotropia e geometria normativa na caracterização mecânica e da fratura

As most current studies, reinforced plastics have been, in recent years, a viable alternative in building structural elements of medium and large, since the lightness accompanied by high performance possible. The design of hybrid polymer composites (combination of different types of reinforcements) may enable structural applications thereof, facing the most severe service conditions. Within this class of composite materials, reinforced the underlying tissues hybrid high performance are taking space when your application requires high load bearing and high rigidity. The objective of this research work is to study the challenges in designing these fabrics bring these materials as to its mechanical characterization and fracture mechanisms involved. Some parameters associated with the process and / or form of hybridization stand out as influential factors in the final performance of the material such as the presence of anisotropy, so the fabric weave, the process of making the same, normative geometry of the specimens, among others. This sense, four laminates were developed based hybrid reinforcement fabrics involving AS4 carbon fiber, kevlar and glass 49-E as the matrix epoxy vinyl ester resin (DERAKANE 411-350). All laminates were formed each with four layers of reinforcements. Depending on the hybrid fabric, all the influencing factors mentioned above have been studied for laminates. All laminates were manufactured industrially used being the lamination process manual (hand-lay-up). All mechanical characterization and study of the mechanism of fracture (fracture mechanics) was developed for laminates subjected to uniaxial tensile test, bending in three and uniaxial compression. The analysis of fracture mechanisms were held involving the macroscopic, optical microscopy and scanning electron microscopy

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar

This work was done with the objective of studying some physical and mechanical characteristics of the sugarcane bagasse ash added to a soil-cement mixture, in order to obtain an alternative construction material. The sugarcane bagasse ash pre-treatment included both sieving and grinding, before mixing with soil and cement. Different proportions of cement-ash were tested by determining its standard consistence and its compressive resistance at 7 and 28 days age. The various treatments were subsequently applied to the specimens molded with different soil-cement-ash mixtures which in turns were submitted to compaction, unconfined compression and water absorption laboratory tests. The results showed that it is possible to replace up to 20% of Portland cement by sugarcane bagasse ash without any damage to the mixture's compressive strength.

Caracterização física e mecânica de argamassas à base de cimento Portland e cinza de casca de arroz residual

Rice husk, employed as an energy source at milling industries in Brazil generates, after burning, a dark ash. This residue is not yet conveniently disposed, being currently dumped on large areas, causing environmental problems. This research intended to evaluate the applications of residual rice husk ashes (RHA) as a partial replacement of cement for mortar production. Rice husk ash was chemically characterized through X-ray fluorescence, determination of carbon content, X-ray diffraction, and laser granulometric analysis. Mortar specimens were submitted to two different exposure conditions: internal and external environments at a maximum period of five months. Physical-mechanical testing were compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV). Although presenting good mechanical performance, the mortar based on ash (RHA) did not present pozolanicity but it can be employed in cement matrices as inert material (filler).

Effect of casting atmosphere on the shear bond strength of a ceramic to Ni-Cr and Ni-Cr-Be alloys

The success of metal-ceramic restorations depends on an optimal bond between metal and ceramic. This study evaluated the effect of 3 casting atmospheres on the metal-ceramic bond strength (MCBS) of 2 Ni-Cr alloys, with beryllium (Fit Cast V) and without beryllium (Fit Cast SB). Sixty acrylic resin patterns (8 mm long and 5 mm diameter) were obtained using a fluorocarbon resin matrix. Wax was used to refine the surface of acrylic resin patterns that were invested and cast in an induction casting machine under normal, vacuum, and argon atmospheres at a temperature of 1340ºC. The castings were divested manually and airborne-particle abraded with 100-µm aluminum-oxide. Ten castings were obtained for each group. The IPS Classic V ceramic was applied (2 mm high and 5 mm diameter). The shear bond strength was tested in a mechanical testing machine with a crosshead speed of 2.0 mm/min. The MCBS data (MPa) were subjected to 2-way analysis of variance (α=0.05). There was no statistically significant difference (p>0.05) between the alloys or among the casting atmospheres. Within the limitations of this study, it may be concluded that the presence of beryllium and the casting atmosphere did not interfere in the MCBS of the evaluated metal-ceramic combinations

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.

Estudo eletroquímico comparativo do aço ISO 5832-9 em diferentes meios de interesse biológico

Foi estudado o comportamento eletroquímico a 37°C do aço inoxidável ISO 5832-9, em meios de NaCl 0,9 %, de Ringer Lactato e meio mínimo de Eagle (MEM), por voltametria linear e análises da superfície por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Foram feitos ensaios mecânicos e testes de toxicidade. O aço ISO 5832-9 se encontra passivado no potencial de corrosão e não apresenta corrosão por pite nos três meios estudados em toda faixa de potencial investigada, desde o potencial de corrosão até 50 mV acima do potencial de transpassivação. Em meio de MEM, no entanto, as análises por MEV e EDS mostraram que o referido aço, nesse valor mais elevado de potencial, apresentou um comportamento diferente, com perda das inclusões de óxido de manganês. Os potenciais de corrosão, Ecorr (potencial de circuito aberto estacionário) bem como os valores de densidade de corrente de passivação, variaram na seguinte ordem: Ecorr, RL < Ecorr, NaCl < Ecorr, MEM. e jMEM << jRL ≅ jNaCl. No ensaio de citotoxicidade, o aço foi caracterizado como não-tóxico.

Optimização de caldas de cimento para trabalhos de injecção em geotecnia

O presente estudo foi enquadrado por um estágio na empresa RODIO S.A. com o objectivo de contribuir para a compreensão da influência de variações na preparação experimental de caldas de cimento na dispersão dos resultados dos ensaios de resistência à compressão e para avaliar a reprodutibilidade dos resultados obtidos na realização dos ensaios às caldas de cimento de acordo com as normas NP EN 445:2008 [1] e REBAP, em vigor [2]. A campanha experimental foi desenvolvida, numa primeira fase, em laboratório e posteriormente in situ. No laboratório, o plano de ensaios foi concebido para, primeiro, se efectuar o estudo de caldas preparadas com a mesma composição em que se variou sistematicamente o equipamento de mistura e a sequência de introdução dos constituintes no misturador, permitindo a avaliação da influência da variação do procedimento de mistura nas propriedades das caldas. Posteriormente, estudaram-se sete formulações de caldas de cimento, constituídas pelo mesmo tipo de cimento e variando apenas a razão A/C. No estado fresco destas caldas, foi avaliada a massa volúmica, o teor de ar e o tempo de presa e, no estado endurecido, foram determinadas as resistências mecânicas e a velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas das mesmas caldas, em provetes paralelepipédicos e cúbicos. Na fase da campanha experimental desenvolvida in situ foram preparadas caldas constituídas pelo mesmo tipo de cimento das estudas no laboratório e determinadas as suas resistências, também em provetes paralelepipédicos e cúbicos, com o intuito de correlacionar os valores obtidos in situ e no laboratório. Posteriormente, foi desenvolvido um estudo de caldas preparadas in situ, com o objectivo de correlacionar os valores das suas resistências mecânicas em provetes paralelepipédicos e cúbicos com os valores da tensão de rotura das mesmas caldas ao nível do bolbo de selagem das microestacas. Analisando os resultados experimentais obtidos concluiu-se que o valor da resistência mecânica das caldas diminui com o aumento da razão água/cimento utilizada na sua preparação e que a resistência à compressão das caldas curadas em provetes paralelepipédicos (de acordo com a norma NP EN 445:2008 [1]) é sistematicamente superior à resistência das mesmas caldas curadas em provetes cúbicos (de acordo com o REBAP [2])

Estudo comparativo do comportamento mecânico de materiais compósitos à base de polímeros líquido-cristalinos

Os materiais compósitos à base de polímeros líquido-cristalinos sofreram um grande desenvolvimento nas três últimas décadas, com uma vasta utilização pela indústria, nomeadamente a aeronáutica e aeroespacial. Este trabalho, numa primeira fase desenvolveu-se com base numa pesquisa bibliográfica que tinha como principal objectivo conhecer o estado da arte dos polímeros líquido-cristalinos (PLC’s) e suas aplicações em materiais compósitos. Foi realizado um estudo bibliográfico das propriedades mecânicas dos principais sistemas de compósitos termoendurecíveis e termoplásticos de forma a criar um enquadramento do tema a desenvolver. Realizou-se também uma pesquisa sobre os mais recentes desenvolvimentos relativos às aplicações dos PLC’s na indústria aeronáutica e aeroespacial, com o estudo a incidir sobre as mais recentes aplicações em projectos desenvolvidos nomeadamente pela NASA. O trabalho foi direccionado para o estudo do Kevlar, desde a sua produção, à caracterização das suas principais propriedades mecânicas e aplicações industriais, com principal interesse nas aplicações em materiais compósitos. Particular atenção foi dada aos problemas que podem afectar o desempenho dos laminados produzidos com reforço de Kevlar. Neste trabalho os compósitos pré-impregnados foram estudados tendo em conta a sua caracterização em função das formas de empilhamento e das suas propriedades mecânicas. Foram consideradas neste estudo as normas ASTM (American Society for Testing and Materials) relativas aos ensaios a realizar, em particular o seu campo de aplicação e a metodologia dos ensaios para determinação das propriedades mecânicas dos compósitos. Neste trabalho é realizado um estudo comparativo sobre as propriedades mecânicas quando ocorrem, ou não, defeitos nos laminados. Foram realizados ensaios não destrutivos por ultra-sons de forma a garantir a qualidade do laminado para a produção dos provetes, assim como para a confirmação da correcta localização dos defeitos induzidos. No trabalho experimental, realizaram-se ensaios à tracção, à fadiga, à compressão e à flexão, com o fim de comparar grupos de provetes, com e sem defeitos, e caracterizar as variações das propriedades mecânicas. São abordados os factores que influenciam o desempenho de um laminado de Kevlar e os factores que desencadeiam a sua deterioração. A delaminação é um grave problema que afecta os laminados e que limita o seu desempenho. O estudo demonstrou que um dos principais problemas nos laminados de compósitos à base de polímeros líquido-cristalinos é a fadiga.

Estudo, fabrico e caracterização de painéis sanduíche com núcleos em materiais compósitos de cortiça

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica