Influence of Insertion Techniques for Resin Cement and Mechanical Cycling on the Bond Strength Between Fiber Posts and Root Dentin

Purpose: To evaluate the effect of the insertion technique for resin cement and mechanical cycling on the bond strength between fiber posts and root dentin.Materials and Methods: Sixty-four single-rooted bovine teeth were endodontically prepared to receive glass-fiber posts. The insertion of cement into the root canal was performed using one of the following techniques: POS, insertion with the post; LEN, the use of a lentulo-type drill; EXP, insertion with a straight-tip explorer; or CEN, the use of a Centrix syringe. Half of the specimens were mechanically cycled. All specimens were sectioned into slices of 1.8 mm for the push-out test and 0.5 mm for analysis of the cement layer quality.Results: The insertion technique affected the interaction between factors (bond strength and mechanical cycling; p < 0.0001). Insertion of the Centrix syringe after mechanical cycling showed the highest bond values (13.6 +/- 3.2 MPa). Group-to-group comparisons for baseline and cycled conditions indicated that mechanical cycling significantly influenced the bond strength (p < 0.0001) of the POS and CEN groups. The quality of the cement layer did not differ between the techniques when evaluated in the middle (p = 0.0612) and cervical (p = 0.1119) regions, but did differ in the apical region (p = 0.0097), where the CEN group had better layer quality for the two conditions tested (baseline and cycled).Conclusion: The use of the Centrix syringe improved the homogeneity of the cement layer, reducing the defects in the layer and increasing adhesive strength values to dentin, even after mechanical cycling.

A critical evaluation of bond strength tests for the assessment of bonding to Y-TZP

Objectives. To compare three different designs for measuring the bond strength between Y-TZP ceramic and a composite material, before and after ceramic surface treatment, evaluating the influence of the size of the adhesive interface for each design.Methods. 'Macro'tensile, microtensile, 'macro'shear, microshear, 'macro'push-out, and micropush-out tests were carried out. Two Y-TZP surface treatments were evaluated: silanization (sil) and tribochemical silica coating (30 mu m silica-modified Al2O3 particles + silanization) (TBS). Failure mode analysis of tested samples was also performed. Results. Both the surface treatment and the size of the bonded interface significantly affected the results (p = 0.00). Regardless of the type of surface treatment, the microtensile and microshear tests had higher values than their equivalent "macro" tests. However, the push-out test showed the highest values for the "macro" test. The tensile tests showed the greatest variability in results. The tribochemical silica coating method significantly increased bond strength for all tests.Significance. Different test designs can change the outcome for Y-TZP/cement interfaces, in terms of mean values and reliability (variability). The 'micro'tests expressed higher bond strengths than their equivalent 'macro'tests, with the exception of the push-out test (macro > micro). (C) 2015 Academy of Dental Materials. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Efeito na adesão de pinos de fibra de vidro na dentina radicular após irrigação com diferentes formulações de ácido peracético e cimentação com RelyX U200

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Avaliação da influência de materiais obturadores endodônticos sobre a resistência de união adesiva de pinos de fibra de vidro cimentados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Atividade proteolítica e resistência da união cimento resinoso-dentina radicular produzida na presença de agentes promotores de ligações cruzadas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of technique and manipulation on self-adhesive resin cements used to cement intraradicular posts

Statement of problem: Resin cements are widely used to cement intraradicular posts, but bond strength is significantly influenced by the technique and material used for cementation. Purpose: The purpose of this study was to evaluate the bond strength of 3 self-adhesive cements used to cement intraradicular glass fiber posts. The cements all required different application and handling techniques. Material and Methods: Forty-five human maxillary canines were selected and randomly divided into 3 groups n= 15 by drawing lots: Group BIS – Biscem, Group BRE – Breeze, and Group MAX – Maxcem. Each group was divided into 3 subgroups according to application and handling techniques: Sub-group A – Automix/Point tip applicator, Sub-group L – Handmix/Lentulo, and Sub-group C – Handmix/Centrix. Cementation of the posts was performed according to the manufacturers’ instructions. The push-out test was performed with a crosshead speed of 0.5 mm/min, and bond strength was expressed in megapascals. The results were evaluated by 2-way ANOVA and the all pairwise multiple comparison procedures (Tukey test) (?=.05). Results: Breeze cement showed the highest average for the subgroups A, L, and C when compared to the Biscem cement and Maxcem Elite (P<.05). Statistically significant differences among the subgroups were only observed for Biscem. Conclusions: This study shows that application and handling techniques may influence the bond strength of different self-adhesive cements when used for intraradicular post cementation.

Effect of 2% chlorhexidine digluconate on bond strength of a glass-fibre post to root dentine

Aim: To assess the immediate influence of dentine bonding systems (DBS) associated with 2% chlorhexidine digluconate (CHX) on glass-fibre post-bond strength to root dentine, in terms of coronal, middle and apical thirds. Methodology: Sixty bovine roots were root filled and randomly assigned to 1 of 6 groups (n = 10): SBMP (3-step etch-and-rinse system, Scotchbond Multi-Purpose), SB (2-step etch-and-rinse system, Single Bond 2), SE (2-step self-etching system, Clearfil SE Bond) and SBMP-CHX, SB-CHX and SE-CHX, respectively, associated with CHX. For all groups, a glassfibre post was luted with a dual-cure resin cement, RelyX ARC. After 7-day storage, specimens were subjected to the push-out test. Failure modes were analysed under optical microscopy (40x). Bond strength values were statistically analysed by two-way ANOVA and Bonferroni tests (P < 0.05). Results: The effect of DBS was significant (P < 0.05), and SE reached higher bond strength in comparison with the other DBS tested. CHX association did not show improvement with any DBS (P > 0.05); rather, it negatively affected SE, which was detected for all thirds. There was no difference between thirds (P > 0.05), except for the SE-CHX, which presented lower values for the apical third (P < 0.05). Adhesive cement/dentine adhesive failure was predominant for all groups. CHX did not influence the failure mode for any DBS (P > 0.05). Conclusions: The performance of the dentine bonding systems was material dependent. CHX did not improve immediate bond strength; however, CHX negatively affected the bond strength of the self-etching system, especially in the third apical

Comportamento al fuoco di travi in c.a. rinforzate esternamente a flessione e taglio

Tesi riguardo la fase preliminare di una campagna sperimentale su elementi rinforzati a flessione e taglio con fibra di basalto e malta e successivamente testati al fuoco. Comprende una parte relativa al comportamento dei comositi allle alte temperature e una sul problema della delaminazione alle alte temperature. Sono inoltre condotte simulazione numeriche relativamente al problema dell trasmissione del calore all'interno della sezione, con particolare attenzione alla modellazione dell'intuemescente. Sono stati eseguite prove di pull-out sui rinforzi e una serie di prove a compressione a caldo sulla malta d'incollaggio.

Hybrid foundations for offshore wind turbines

Nowadays offshore wind turbines represents a valid answer for energy production but with an increasing in costs mainly due to foundation technology required. Hybrid foundations composed by suction caissons over which is welded a tower supporting the nacelle and the blades allows a strong costs reduction. Here a monopod configuration is studied in a sandy soil in a 10 m water depth. Bearing capacity, sliding resistance and pull-out resistance are evaluated. In a second part the installation process occurring in four steps is analysed. considering also the effect of stress enhancement due to frictional forces opposing to penetration growing at skirt sides both inside and outside. In a three dimensional finite element model using Straus7 the soil non-linearity is considered in an approximate way through an iterative procedure using the Yokota empirical decay curves.

Effetto dell'addizione di fibre corte di carbonio su microstruttura e proprietà di materiali a base di ZrB2

Il lavoro di tesi, svolto presso l’Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici (ISTEC-CNR, Faenza, RA), ha affrontato la produzione e la caratterizzazione di ceramici a base di boruro di zirconio (ZrB2) con lo scopo di valutare l’efficacia delle fibre corte di carbonio come potenziale rinforzo. Il boruro di zirconio appartiene a una famiglia di materiali noti come UHTC (Ultra-High Temperature Ceramics) caratterizzati da elevato punto di fusione e in grado di mantenere la resistenza meccanica e operare con limitata ossidazione a temperature superiori ai 2000°C. Il principale ostacolo nella produzione dei materiali a base di ZrB2 è il processo di sintesi, infatti, a causa della loro elevata temperatura di fusione, per ottenere un materiale completamente denso è necessario utilizzare processi a temperatura e pressione elevati (T > 2000°C e P > 30 MPa), condizioni che vanno ad influenzare la microstruttura della matrice e delle fibre e di conseguenza le proprietà meccaniche del materiale. L’aggiunta di additivi di sinterizzazione idonei permette di ottenere materiali perfettamente densi anche a temperature e pressioni inferiori. Tuttavia lo ZrB2 non viene ampiamente utilizzato per applicazioni strutturali a causa della sua fragilità, per far fronte alla sua bassa tenacità il materiale viene spesso rinforzato con una fase allungata (whiskers o fibre). È già oggetto di studi l’utilizzo di fibre corte e whiskers di SiC per tenacizzare lo ZrB2, tuttavia la forte interfaccia che viene a crearsi tra fibra e matrice, che non permette il pull-out delle fibre, ci porta a credere che una fibra che non tenda a reagire con la matrice, presentando un’interfaccia più debole, possa portare ad una tenacizzazione più efficace. Per questo scopo sono stati realizzati mediante pressatura a caldo due materiali rinforzati con fibre corte di carbonio: ZrB2 + 5% vol MoSi2 + 8% vol fibre di carbonio e [ZrB2 + 2 % peso C] + 8% vol fibre di carbonio, indicati rispettivamente con Z5M_Cf e Z2C_Cf. Sono stati analizzati e discussi diversi aspetti del materiale rinforzato tra cui: il comportamento di densificazione durante la pressatura a caldo, l’evoluzione della microstruttura della matrice, la distribuzione e la morfologia delle fibre, l’influenza del rinforzo sulle proprietà meccaniche di durezza e tenacità e sulla resistenza all’ossidazione. L’elaborato è strutturato come segue: inizialmente sono state introdotte le caratteristiche generali dei ceramici avanzati tra cui le proprietà, la produzione e le applicazioni; successivamente è stata approfondita la descrizione dei materiali a base di boruro di zirconio, in particolare i processi produttivi e l’influenza degli additivi di sinterizzazione sulla densificazione e sulle proprietà; ci si è poi concentrati sull’effetto di una seconda fase allungata per il rinforzo del composito. Per quanto riguarda la parte sperimentale vengono descritte le principali fasi della preparazione e caratterizzazione dei materiali: le materie prime, disperse in un solvente, sono state miscelate mediante ball-milling, successivamente è stato evaporato il solvente e la polvere ottenuta è stata formata mediante pressatura uniassiale. I campioni, dopo essere stati sinterizzati mediante pressatura uniassiale a caldo, sono stati tagliati e lucidati a specchio per poter osservare la microstruttura. Quest’ultima è stata analizzata al SEM per studiare l’effetto dell’additivo di sinterizzazione (MoSi2 e carbonio) e l’interfaccia tra matrice e fase rinforzante. Per approfondire l’effetto del rinforzo sulle proprietà meccaniche sono state misurate la durezza e la tenacità del composito; infine è stata valutata la resistenza all’ossidazione mediante prove in aria a 1200°C e 1500°C. L’addizione di MoSi2 ha favorito la densificazione a 1800°C mediante formazione di una fase liquida transiente, tuttavia il materiale è caratterizzato da una porosità residua di ~ 7% vol. L’addizione del carbonio ha favorito la densificazione completa a 1900°C grazie alla reazione dall’additivo con gli ossidi superficiali dello ZrB2. La microstruttura delle matrici è piuttosto fine, con una dimensione media dei grani di ~ 2 μm per entrambi i materiali. Nel caso del materiale con Z5M_Cf sono presenti nella matrice particelle di SiC e fasi MoB derivanti dalla reazione dell’additivo con le fibre e con la matrice; invece nel materiale Z2C_Cf sono presenti grani di carbonio allungati tra i bordi grano, residui delle reazioni di densificazione. In entrambi i materiali le fibre sono distribuite omogeneamente e la loro interfaccia con la matrice è fortemente reattiva. Nel caso del materiale Z5M_Cf si è formata una struttura core-shell con lo strato più esterno formato da SiC, formato dalla reazione tra il siliciuro e la fibra di C. Nel caso del materiale Z2C_Cf non si forma una vera e propria interfaccia, ma la fibra risulta fortemente consumata per via dell’alta temperatura di sinterizzazione. I valori di durezza Vickers dei materiali Z5M_Cf e Z2C_Cf sono rispettivamente 11 GPa e 14 GPa, valori inferiori rispetto al valore di riferimento di 23 GPa dello ZrB2, ma giustificati dalla presenza di una fase meno dura: le fibre di carbonio e, nel caso di Z5M_Cf, anche della porosità residua. I valori di tenacità dei materiali Z5M_Cf e Z2C_Cf, misurati con il metodo dell’indentazione, sono rispettivamente 3.06 MPa·m0.5 e 3.19 MPa·m0.5. L’osservazione, per entrambi i materiali, del fenomeno di pull-out della fibra, sulla superficie di frattura, e della deviazione del percorso della cricca, all’interno della fibra di carbonio, lasciano supporre che siano attivi questi meccanismi tenacizzanti a contributo positivo, unitamente al contributo negativo legato allo stress residuo. La resistenza all’ossidazione dei due materiali è confrontabile a 1200°C, mentre dopo esposizione a 1500°C il materiale Z5M_Cf risulta più resistente rispetto al materiale Z2C_Cf grazie alla formazione di uno strato di SiO2 protettivo, che inibisce la diffusione dell’ossigeno all’interno della matrice. Successivamente, sono stati considerati metodi per migliorare la densità finale del materiale e abbassare ulteriormente la temperatura di sinterizzazione in modo da minimizzare la degenerazione della fibra. Da ricerca bibliografica è stato identificato il siliciuro di tantalio (TaSi2) come potenziale candidato. Pertanto è stato prodotto un terzo materiale a base di ZrB2 + Cf contenente una maggiore quantità di siliciuro (10% vol TaSi2) che ha portato ad una densità relativa del 96% a 1750°C. Questo studio ha permesso di approcciare per la prima volta le problematiche legate all’introduzione delle fibre di carbonio nella matrice di ZrB2. Investigazioni future saranno mirate alla termodinamica delle reazioni che hanno luogo in sinterizzazione per poter analizzare in maniera più sistematica la reattività delle fibre nei confronti della matrice e degli additivi. Inoltre riuscendo ad ottenere un materiale completamente denso e con fibre di carbonio poco reagite si potrà valutare la reale efficacia delle fibre di carbonio come possibili fasi tenacizzanti.

Fiber-reinforced ceramics for thermostructural applications, produced by polymer impregnation pyrolysis

Several CFCC (Continuous Fiber Composite Ceramics) production processes were tested, concluding that PIP (Polymer Impregnation, or Infiltration, Pyrolysis) and CBC (Chemically Bonded Ceramics) based procedures have interesting potential applications in the construction and transportation fields, thanks to low costs to get potentially useful thermomechanical performances. Among the different processes considered during the Doctorate (from the synthesis of new preceramic polymers, to the PIP production of SiC / SiC composites) the more promising results came from the PIP process with poly-siloxanes on basalt fabrics preforms. Low processing time and costs, together with fairly good thermomechanical properties were demonstrated, even after only one or two PIP steps in nitrogen flow. In alternative, pyrolysis in vacuum was also tested, a procedure still not discussed in literature, but which could originate an interesting reduction of production costs, with only a moderate detrimental effect on the mechanical properties. The resulting CFCC is a basalt / SiCO composite that can be applied for continuous operation up to 600°C, also in oxidant environment, as TG and XRD demonstrated. The failure upon loading is generally pseudo-plastic, being interlaminar delamination the most probable rupture mechanism. . The strength depends on several different factors (microstructure, polymer curing and subsequent ceramic phase evolution, fiber pull-out, fiber strength, fiber percentage) and can only be optimized empirically. In order to be open minded in selecting the best technology, also CBC (Chemically Bonded Ceramics) matrixes were considered during this Doctorate, making some preliminary investigations on fire-resistant phosphate cements. Our results on a commercial product evidenced some interesting thermomechanical capabilities, even after thermal treatments. However the experiments showed also phase change and possible cracking and deformations even on slow drying (at 130°C) and easy rehydration upon exposure to environmental humidity.

A new method for continuous quality control of nsm cfrp systems

In the last decade the near-surface mounted (NSM) strengthening technique using carbon fibre reinforced polymers (CFRP) has been increasingly used to improve the load carrying capacity of concrete members. Compared to externally bonded reinforcement (EBR), the NSM system presents considerable advantages. This technique consists in the insertion of carbon fibre reinforced polymer laminate strips into pre-cut slits opened in the concrete cover of the elements to be strengthened. CFRP reinforcement is bonded to concrete with an appropriate groove filler, typically epoxy adhesive or cement grout. Up to now, research efforts have been mainly focused on several structural aspects, such as: bond behaviour, flexural and/or shear strengthening effectiveness, and energy dissipation capacity of beam-column joints. In such research works, as well as in field applications, the most widespread adhesives that are used to bond reinforcements to concrete are epoxy resins. It is largely accepted that the performance of the whole application of NSM systems strongly depends on the mechanical properties of the epoxy resins, for which proper curing conditions must be assured. Therefore, the existence of non-destructive methods that allow monitoring the curing process of epoxy resins in the NSM CFRP system is desirable, in view of obtaining continuous information that can provide indication in regard to the effectiveness of curing and the expectable bond behaviour of CFRP/adhesive/concrete systems. The experimental research was developed at the Laboratory of the Structural Division of the Civil Engineering Department of the University of Minho in Guimar\~aes, Portugal (LEST). The main objective was to develop and propose a new method for continuous quality control of the curing of epoxy resins applied in NSM CFRP strengthening systems. This objective is pursued through the adaptation of an existing technique, termed EMM-ARM (Elasticity Modulus Monitoring through Ambient Response Method) that has been developed for monitoring the early stiffness evolution of cement-based materials. The experimental program was composed of two parts: (i) direct pull-out tests on concrete specimens strengthened with NSM CFRP laminate strips were conducted to assess the evolution of bond behaviour between CFRP and concrete since early ages; and, (ii) EMM-ARM tests were carried out for monitoring the progressive stiffness development of the structural adhesive used in CFRP applications. In order to verify the capability of the proposed method for evaluating the elastic modulus of the epoxy, static E-Modulus was determined through tension tests. The results of the two series of tests were then combined and compared to evaluate the possibility of implementation of a new method for the continuous monitoring and quality control of NSM CFRP applications.

Indagine teorica e sperimentale sull'aderenza di barre in frp nel calcestruzzo

L’aderenza tra barre fibrorinforzate e calcestruzzo è una chiave fondamentale per comprendere al meglio l’azione composita di strutture rinforzate o armate in FRP. Deve essere mobilitata una certa aderenza tra la barra e calcestruzzo per trasferire gli sforzi da un corpo all’altro. Poiché il materiale composito è anisotropo, in direzione longitudinale le proprietà meccaniche sono governate da quelle delle fibre, mentre in direzione trasversale dalla resina. La matrice presenta in genere resistenze più basse di quella a compressione del calcestruzzo, cosicché il meccanismo di aderenza risulta diverso da quello sviluppato dalle tradizionali barre in acciaio. In questa tesi viene sviluppata appunto un’indagine sperimentale sul fenomeno dell’aderenza di barre in acciaio e barre in CFRP (fibra di carbonio) nel calcestruzzo, cercando di capire come cambia il fenomeno al variare dei parametri da cui dipende principalmente l’aderenza, come ad esempio la resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo, il diametro e la deformazione superficiale della barra e la posizione di questa nel provino di calcestruzzo. Sono state quindi realizzate delle prove di pull-out, ovvero delle prove di estrazione di barre da provini di calcestruzzo, per determinare le tensioni tangenziali d’aderenza in funzione dello scorrimento locale della barra (local bond-slip). Infine sono stati calibrati, sui risultati delle prove sperimentali, i tre modelli analitici più noti in letteratura che descrivono il fenomeno dell’aderenza delle barre in FRP nel calcestruzzo, ovvero quello di Malvar (1994), il CMR Model (1995) e il Modified BPE Model (1996).

Misura di adesione di film polimerici su tappi di sughero

L’industria enologica oggigiorno propone numerosi modi per sigillare le bottiglie in alternativa ai tappi di sughero: tappi sintetici, tappi a vite, tappi a corona. Tuttavia si conosce la preferenza del consumatore medio per il sughero. I motivi sono molteplici: il sughero restituisce un'immagine di qualità del vino, esprime la tradizione ed è un materiale vivo e naturale, così come il vino. La naturalità del sughero però comporta dei rischi. Ad esempio si stima in 10 miliardi di dollari a livello mondiale la perdita economica dovuta al "sentore di tappo" o "cork taint". Recenti ricerche attribuiscono la responsabilità di tale difetto a composti chimici che migrano dal sughero al vino. Innovazione e tradizione si sono incontrate nell'ideazione della "tecnologia a membrana" o "membrane technology". Essa consiste nell'isolare le teste dei tappi con delle pellicole multistrato per non far diffondere nel vino alcun tipo di agente contaminante. In questo studio si espone in dettaglio un metodo per misurare l'adesione di film multistrato polimerici – strato esterno in polietilene – su tappi di sughero monopezzo. I tappi già rivestiti sono stati forniti da un'azienda del settore senza alcuna specifica di fabbricazione. In particolare la fase di trazione è stata ideata in analogia alla prova meccanica nota come pull-off test, usata nell'ambito dell'ingegneria edile. La bontà dell'adesione è indagata dal punto di vista della fisica dei materiali. Per le misurazioni si è utilizzato il Dynamic Mechanical Analyser (DMA), modello Q800, che si trova presso il laboratorio CIRI-MAM ospitato dal Dipartimento di Fisica e Astronomia di Bologna.

Exercise training in normobaric hypoxia in endurance runners. I. Improvement in aerobic performance capacity

This study investigates whether a 6-wk intermittent hypoxia training (IHT), designed to avoid reductions in training loads and intensities, improves the endurance performance capacity of competitive distance runners. Eighteen athletes were randomly assigned to train in normoxia [Nor group; n = 9; maximal oxygen uptake (VO2 max) = 61.5 +/- 1.1 ml x kg(-1) x min(-1)] or intermittently in hypoxia (Hyp group; n = 9; VO2 max = 64.2 +/- 1.2 ml x kg(-1) x min(-1)). Into their usual normoxic training schedule, athletes included two weekly high-intensity (second ventilatory threshold) and moderate-duration (24-40 min) training sessions, performed either in normoxia [inspired O2 fraction (FiO2) = 20.9%] or in normobaric hypoxia (FiO2) = 14.5%). Before and after training, all athletes realized 1) a normoxic and hypoxic incremental test to determine VO2 max and ventilatory thresholds (first and second ventilatory threshold), and 2) an all-out test at the pretraining minimal velocity eliciting VO2 max to determine their time to exhaustion (T(lim)) and the parameters of O2 uptake (VO2) kinetics. Only the Hyp group significantly improved VO2 max (+5% at both FiO2, P < 0.05), without changes in blood O2-carrying capacity. Moreover, T(lim) lengthened in the Hyp group only (+35%, P < 0.001), without significant modifications of VO2 kinetics. Despite similar training load, the Nor group displayed no such improvements, with unchanged VO2 max (+1%, nonsignificant), T(lim) (+10%, nonsignificant), and VO2 kinetics. In addition, T(lim) improvements in the Hyp group were not correlated with concomitant modifications of other parameters, including VO2 max or VO2 kinetics. The present IHT model, involving specific high-intensity and moderate-duration hypoxic sessions, may potentialize the metabolic stimuli of training in already trained athletes and elicit peripheral muscle adaptations, resulting in increased endurance performance capacity.