Influência da microestrutura morfológica no comportamento de argamassas

As argamassas são materiais de construção porosos utilizados em diversos tipos de aplicação, por vezes muito distintos. A compreensão do seu comportamento, face às diversas solicitações a que podem estar sujeitas, é determinante para que possam efectivamente ser cumpridas as exigências que, em cada caso, sejam definidas. O desempenho das argamassas depende em grande medida das propriedades da sua microestrutura que, por sua vez, são condicionadas por um conjunto de cinco aspectos principais: os componentes, o traço, a cura, os procedimentos de aplicação e o tipo de suporte. O objectivo desta tese foi o de avaliar a forma como se relacionam o tipo de ligante e a granulometria das areias, as propriedades da microestrutura morfológica e o comportamento de argamassas. Foram globalmente preparadas cinquenta composições de argamassa que incluíram quatro tipos de ligante (cal aérea, cal hidráulica, cimento branco e um ligante misto composto por cal aérea e cimento Portland corrente) e dezasseis areias de granulometria distinta. A análise dos resultados obtidos permitiu o estabelecimento de um conjunto de conclusões que se julgam relevantes. A dimensão das partículas e o volume de vazios das areias desempenham um papel determinante nas propriedades da microestrutura morfológica das argamassas, i.e. na dimensão, na quantidade e na forma dos poros. Por outro lado, a retracção por secagem inerente aos processos de endurecimento dos ligantes aéreos e dos ligantes hidráulicos induz uma distinção de fundo na microestrutura das argamassas fabricadas com uns e com outros, que se traduz por diferenças na conectividade da rede porosa. Este facto dá origem a comportamentos diferenciados, sobretudo no que diz respeito à absorção de água por capilaridade e às resistências mecânicas. A análise das areias conduziu à definição de novos parâmetros numéricos que se julga contribuírem para uma caracterização da granulometria mais detalhada face ao que tem sido prática corrente.

Permeabilidade e microestrutura de BAC com incorporação de fíler calcário

A durabilidade do betão está diretamente relacionada com o transporte de fluídos no seu interior que, por sua vez, está condicionado pela microestrutura do mesmo. Dadas as diferenças da estrutura porosa do betão auto-compactável (BAC) quando comparada com a de um betão convencional (BC), serão expectáveis algumas diferenças na durabilidade do primeiro. Um dos principais elementos diferenciadores entre ambos é a necessidade de quantidades significativas de material ultra fino (cimento e adições) por parte do BAC, essencialmente de modo a garantir os seus requisitos de comportamento no estado fresco. A utilização de adições, como o fíler calcário (FC), pode melhorar não só o comportamento do BAC no estado fresco como também influenciar a resistência mecânica e a durabilidade, através de uma microestrutura mais densa. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho é avaliar o efeito da utilização de FC na permeabilidade e na microestrutura do BAC. De modo a comprovar as referidas relações, foram efetuados estudos sobre a correlação entre as propriedades da microestrutura e os mecanismos de transporte, através da produção de misturas de BAC com 0%, 30%, 45% e 60% de substituição de cimento por FC. A caracterização físico-química das amostras de BAC foi realizada por difracção de raios-x e por microscopia eletrónica de varrimento (MEV), sendo esta última técnica também um método de caracterização morfológica. Para analisar as propriedades de transporte do BAC foram executados ensaios de absorção por imersão e absorção capilar. A análise dos resultados obtidos permitiu concluir que os betões em estudo apresentam características satisfatórias ao nível da microestrutura e propriedades de transporte. Salienta-se que em todas as amostras foi encontrada uma microestrutura densa, não tendo sido encontrada uma zona de transição entre o agregado e a pasta com características que a diferenciem da restante da pasta. Estas observações complementam os valores encontrados no estudo das propriedades de transporte, fazendo prever que as amostras apresentam uma baixa porosidade.

Microestrutura do EEG no plano tempo-frequência na transição para a crise epiléptica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Análise e otimização de materiais compósitos de microestrutura periódica

A presente dissertação tem como principais objetivos a otimização topológica de materiais compósitos de microestrutura periódica e a análise de efeitos de escala na caracterização das propriedades elásticas dos mesmos. No desenvolvimento deste trabalho, é abordada a teoria da homogeneização que é usualmente utilizada para estimar as propriedades elásticas de materiais compósitos periódicos de modo a tratar um meio heterogéneo como um meio homogéneo com propriedades mecânicas equivalentes. É realizada uma verificação e validação das hipóteses utilizadas por esta teoria, com o fim de determinar em que condições os resultados homogeneizados são credíveis e qual a margem de erro associada a esses mesmos resultados. O modelo de material aqui utilizado é obtido pela repetição de uma célula de base unitária (microestrutura representativa) em todas as direções espaciais. Trata-se de um modelo de material tridimensional de duas fases, sólido e vazio (material poroso). São estudadas diferentes topologias de microestruturas, obtidas através de um algoritmo de otimização topológica utilizando o método da homogeneização inversa. Para que fosse utilizada uma amostra suficientemente representativa de diferentes casos de anisotropia de material, foi utilizado um gerador de números aleatórios para reproduzir os estados de tensão ou deformação a serem utilizados no processo de otimização das microestruturas. Desta forma, é realizado um estudo quanto à anisotropia de material e a sua influência nas propriedades elásticas do material. O estudo de efeitos de escala toma uma grande importância neste trabalho, sendo estimados numericamente os tensores elásticos que caracterizam o material e estudada a sua convergência em relação aos tensores obtidos pelo método da homogeneização. Da mesma forma, é realizado um estudo numérico de convergência da densidade de energia de deformação e de tensão para diferentes condições de ensaios mecânicos. Os resultados indicam que um baixo fator de escala é suficiente para substituir um compósito heterogéneo por um material homogéneo com propriedades elásticas calculadas pela teoria da homogeneização.

Efeito do tratamento térmico na microestrutura, turbostraticidade e superfície de carbono vítreo reticulado analisado por XPS, espalhamento Raman e voltametria cíclica

The structural and surface properties of reticulated vitreous carbon (RVC) were discussed as a function of its heat treatment temperature (HTT), for samples produced in the range from 700 to 2000 ºC, using the furfuryl precursor resin. The samples were analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy, first and second order Raman scattering as well as electrochemical response. Exploring the material turbostraticity concept, the interdependence between the RVC chemical surface variation and its defects were demonstrated. The influence of heteroatom presence was discussed in the material ordering for HTT lower than 1300 ºC while the graphitization process evolution was also pointed out for HTT higher than 1500 ºC.

MICROESTRUTURA E PROPRIEDADES DE FILMES DE AMIDO-ÁLCOOL POLIVINÍLICO-ALGINATO ADICIONADOS DE ÓLEOS ESSENCIAIS DE COPAÍBA E CAPIM LIMÃO

AbstractFilms obtained by blends between starch and other polymers and films developed with the addition of an oil can show higher water vapor barriers and improved mechanical properties. Films with starch/PVOH/alginate were obtained by adding copaiba and lemongrass essential oils (EOs). Films without oil served as the control. The microstructure, water vapor permeability (PVA), mechanical properties, and antifungal activity were determined for the films. The effects of the addition of the EOs on the properties of the films were dependent of the concentration and type of oil. The films with 0.5% lemongrass EO were similar to the control films. These films showed a 2.02 × 10-12 g s-1Pa m-1 PVA, 11.43 MPa tensile stress, 13.23% elongation, and 247.95 MPa/mm resistance at perforation. The addition of 1% of copaiba EO increased the PVA from 0.5 × 10-12 to 12.1 × 10-12 g s-1 Pa m-1 and the diffusion coefficient from 0.17 × 10-8 to 7.15 × 10-8m2/day. Films with quantities of EOs displayed fissures and micropores; the control films developed micropores with smaller diameters than films with EOs. The addition of EOs did not change the resulting infrared spectrum of the films. The films with oil displayed a diminished development of the Fusarium sp. culture, and the film without EOs did not display notable differences in the development of the culture. The starch/PVOH/alginate films with 0.5% lemongrass EO were the most suited for the development of a packaging active system.

Microestrutura e resistência à corrosão do Ti c.p. soldado a laser utilizando em prótese sobre implantes

Foram realizados estudos para avaliar a microestrutura, a dureza e a resistência à corrosão do titânio comercialmente puro-Ti c.p. soldado por laser e utilizado na confecção de prótese sobre implantes. Verificou-se que na soldagem a laser a microestrutura apresentou três regiões distintas: o cordão de solda, a zona afetada pelo calor - ZAC e o metal base. O Ti c.p. possui microestrutura granular, a microestrutura do cordão de solda é mais refinada e de maior dureza do que o metal base. A ZAC obtida por este processo de soldagem foi relativamente pequena quando comparada com o processo de soldagem por brasagem. Os ensaios eletroquímicos mostraram que a região da solda apresentou menor resistência à corrosão em meio de NaCl 0,15 molL-1 à temperatura ambiente.

Avaliação por espestroscopia no infravermelho da microestrutura de poliuretano baseado em resina polibutadiênica hidroxilada

Este trabalho apresenta uma avaliação da microestrutura ou seja, dos teores dos isômeros 1,4-cis, 1,4-trans e 1,2-vinil do segmento flexível de um poliuretano (PU) preparado a partir de resina polibutadiênica hidroxilada (PBLH), por meio da análise no infravermelho empregando-se a técnica de pastilha com brometo de potássio.

A microestrutura e o desenvolvimento dos órgãos genitais masculinos de preás (Galea spixii) criados em cativeiro

O preá do semiárido nordestino (Galea spixii) é um roedor pertencente à família Caviidae. São encontrados nas regiões da Caatinga e do Cerrado Brasileiro e se reproduz ao longo do ano, apresentando um período de gestação de 48 dias e uma ninhada de 2 a 4 crias. O objetivo deste estudo foi caracterizar histologicamente os componentes estruturais dos órgãos genitais de preás machos relacionando com a evolução cronológica destes órgãos na espécie. Foram utilizados para análise animais ao nascimento e aos 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 e aos 150 dias de idade. Fragmentos do epidídimo, ducto deferente, pênis e glândulas sexuais acessórias foram coletados, fixados e processados para descrição em microscopia de luz. O epidídimo apresentou epitélio colunar simples e em cada fase sexual notou-se diferença quanto ao tamanho do lúmen tubular e à presença de espermatozóides no lúmen aos 45 dias de idade. O epitélio do ducto deferente no preá mostrou-se pseudo-estratificado colunar com crescente presença de estereocilios com o avanço da idade. A glândula vesicular no preá apresentou uma mucosa com pregueamento variado, de acordo com a fase do desenvolvimento sexual. A próstata mostrou-se pouco desenvolvida, com lúmen pequeno nos preás ao nascimento e aos 15 dias de idade; aos 45 dias mostrou-se com um pregueamento do epitélio variável. Os órgãos genitais masculinos do preá passaram por transformações morfológicas no decorrer da idade e com o desenvolvimento sexual, isso colaborou para a determinação do início da fase da puberdade, que na espécie em estudo foi aos 45 dias de idade.

Frutos de melão submetidos a pré-tratamentos com hidrocolóides: efeitos do processo de congelamento sobre a microestrutura celular

Neste trabalho, o uso de hidrocolóides constituídos de pectina (1%), carboximetilcelulose (CMC 0.5%) e amido gelatinizado (5%) adicionados ou não de sacarose (15%) e nitrato de cálcio (0.5%) foi testado com o objetivo de se avaliar a influência destes sistemas sobre os parâmetros de qualidade de melões congelados com diferentes velocidades de resfriamento. Foram avaliados parâmetros tais como sólidos solúveis totais, perda de fluido celular por exsudação e capacidade de retenção de água após o descongelamento. As rupturas do tecido causadas pelo crescimento de cristais de gelo foram visualizadas por fotomicrografias obtidas por microscopia ótica e as disposições dos sistemas de hidrocolóides junto a parede celular puderam ser analisadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) do material congelado e liofilizado. Os parâmetros avaliados e as análises microscópicas da estrutura celular permitiram estabelecer alguns efeitos interativos entre os sistemas de hidrocolóides e a parede celular, responsáveis pela obtenção de estruturas menos danificadas. Estudos histológicos por microscopia ótica permitiram verificar os efeitos das interações sobre a resistência da parede ao rompimento celular. Os tratamentos com sistemas constituídos de amido gelatinizado e pectina, adicionados de sacarose e íons cálcio foram os que apresentaram os melhores resultados na manutenção da estrutura, menor perda de fluido e melhor textura do material descongelado. Os tratamentos com cálcio foram os principais responsáveis pela manutenção da firmeza dos frutos.

Efeito da umidade sobre a microestrutura da inulina em pó

A aplicação da inulina nas indústrias de alimentos e farmacêuticas está associada à possibilidade de substituição do açúcar e da gordura, com baixa contribuição calórica, e na formulação de medicamentos e alimentos funcionais, pois atua no organismo de maneira similar às fibras dietéticas. A comercialização da inulina é feita preferencialmente com o produto em pó, devido à maior facilidade no transporte, embalagem e manuseio. Dessa forma, é de grande importância conhecer o comportamento do produto quando armazenado sob diferentes condições de umidade relativa. O objetivo desse trabalho foi o de avaliar a influência da umidade sobre a microestrutura da inulina em pó, obtida a partir da secagem por atomização de um concentrado de inulina extraído de raízes de chicória. A análise da estrutura do material em microscópio eletrônico de varredura demonstrou a sua elevada higroscopicidade. Em ambientes com atividade de água (a w) superior a 0,3085, a inulina sofreu alterações em sua microestrutura que comprometeram a sua qualidade. Ao ser armazenada em ambiente com a w = 0,5285, o material perdeu suas características de pó, devido à aglomeração de partículas associada à absorção de umidade, e se transformou em uma massa sólida. Essa característica foi agravada com o aumento da umidade relativa do ambiente.

Estabilidade da microestrutura e do teor de carotenóides de pós obtidos da polpa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) liofilizada

Pós obtidos a partir da polpa (mesocarpo interno) de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) liofilizada, elaborados com adição de alcoóis (etanol e isopropanol), em concentrações de 0, 5 e 10% e de açúcares (sacarose e frutose), em concentrações de 0, 5 e 10%, foram desenvolvidos neste trabalho. Análises microestruturais por microscopia fotônica dos pós de pequi liofilizados foram feitas para visualizar o grau de cristalinidade. Também foram feitas análises de cor usando colorímetro Minolta e dos teores de carotenóides totais por espectrofotometria. Os resultados mostraram que tratamentos constituídos da combinação de sacarose e etanol foram os que apresentaram formação de estruturas cristalinas e melhor preservação dos carotenóides. O teor de carotenóides nos pós obtidos da polpa de pequi liofilizada é mais bem preservado quanto maior for a concentração do álcool adicionado nos pré-tratamentos. Tratamentos com frutose e isopropanol produziram pós tipicamente amorfos, com ocorrência do fenômeno de caking. Pré-tratamentos com sacarose e etanol são os indicados para a produção de pós de pequi liofilizados com estabilidade físico-química e microestrutural.

Microestrutura da fibra alimentar do albedo de laranja: um estudo por técnicas físicas e análise de imagens

As fibras alimentares são consumidas naturalmente em cereais, frutas e hortaliças, mas também são adicionadas na forma concentrada em alimentos processados. Diferentes fontes de fibras têm diferentes estruturas e composições químicas, que irão definir a sua finalidade nutricional ou tecnológica. Este trabalho tem como objetivo a caracterização de fibra alimentar do albedo da laranja submetida a dois métodos de secagem (liofilização e convencional) e divididas por intervalos granulométricos. Para as determinações de densidade, área superficial, porosidade e distribuição de tamanho de poro, utilizaram-se técnicas clássicas da tecnologia de sistema particulado e foram comparadas com imagens de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados apontaram que o método de secagem é o que mais influenciou na redução do volume de poros do material, também visualizado nas características microestruturais reveladas pela análise de imagem. O intervalo granulométrico da fibra particulada apresentou-se inversamente proporcional à densidade e à área superficial específica do material. A fibra alimentar do albedo da laranja apresentou características estruturais que permitem a diversificação de novos produtos alimentícios com alto valor nutritivo e comercial.

Queijo Parmesão: caracterização físico-química, microbiológica e microestrutura

Mudanças no queijo Parmesão durante a maturação podem ser avaliadas por análises químicas, microbiológicas e microscópicas. Este estudo teve por objetivo efetuar a caracterização físico-química e microbiológica do leite e do queijo Parmesão, assim como sua microestrutura, durante 180 dias de maturação. Todas as amostras exibiram características físico-químicas e microbiológicas de acordo com a legislação brasileira. Ocorreu aumento na acidez titulável, nos índices de extensão e profundidade da maturação e nos teores de tirosina e triptofano. A análise da microestrutura demonstra a presença de cristais, debris, e a interação entre as culturas startere os glóbulos de gordura. No final da maturação, a matriz de caseína apresentava-se densa e compacta

Influência de bolhas de hélio e da microestrutura sobre a evolução térmica de filmes de alumínio implantados com cobre

Este trabalho apresenta os resultados de um estudo sistemático sobre as influências do tamanho de grão de filmes finos de Al e da implantação de íons de He sobre a evolução térmica de distribuições de átomos de Cu e formação de precipitados de Al-Cu. Filmes finos de Al depositados sobre substrato de SiO2/Si através de dois processos diferentes foram implantados com íons de Cu+ e He+ produzindo uma solução sólida supersaturada de Al-Cu (≈ 2,5 a 3,5 at. %) e nano-bolhas de He. Os valores de energia dos íons foram escolhidos de tal forma a produzirem uma camada rica em Cu e He na região a aproximadamente 100nm da superfície. Tais filmes foram tratados termicamente em alto-vácuo nas temperaturas de 200ºC e 280ºC por tempos de 0,5h e 2h. Os filmes foram analisados por Retroespalhamento Rutherford, para determinação do perfil de concentração dos átomos de Cu, e por Microscopia Eletrônica de Transmissão, para determinação da microestrutura do Al e dos sistemas de nano-partículas Al-Cu e Al-He. Os resultados experimentais mostraram que a evolução térmica da distribuição dos átomos de Cu e a formação de precipitados de Al-Cu são significativamente afetadas pela configuração e tamanho de grão do filme de Al e pelas implantações de He. O presente estudo mostrou que existe uma forte correlação entre o fluxo de vacâncias e a estabilidade da microestrutura de filmes finos de Al (Al/SiO2/Si) implantados com íons de Cu+ e He+ e tratados termicamente. A possibilidade de controlar os fluxos de vacâncias através de configurações da microestrutura dos filmes de Al é, portanto, um tema de grande interesse tecnológico relacionado a durabilidade das interconexões metálicas de dispositivos microeletrônicos.