Estágio realizado em colaboração na FUNDIPOR, produtos para Fundição, Ld.ª, SAKTHI Portugal, S.A. e HÜTTENES-ALBERTUS GmbH / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

O presente trabalho investigou o emprego de aglomerante à base de poliuretano comparativamente aos aglomerantes com base em fenol, formol e grande quantidade de compostos aromáticos, convencionalmente empregados em areias para fundição de metais. Foram desenvolvidas quatro formulações de resina designadas de poliol 1, poliol 2, poliol 3 e poliol 4, sendo que o poliol 1 é proveniente de fonte fóssil e os demais provenientes de fonte renovável de base vegetal. Os compostos areia-aglomerantes com esses materiais hidroxilados juntamente com metildifenilisocianato (MDI) foram caracterizados com relação às propriedades mecânicas em processo de cura a frio e caixa-fria. Além disso, foi verificada a influência da umidade na resistência mecânica dos aglomerados. Foram variadas as quantidades de aglomerante e o uso de dois tipos diferentes de solventes. No processo caixa-fria foi estudado o tempo de vida de banca de duas formulações. Foram avaliadas as propriedades térmicas com resistência à compressão sob a alta temperatura, análise termogravimétrica (ATG) e colapsibilidade. Avaliação da emissão de compostos voláteis segundo protocolo de Ohio foi realizada durante o tempo de estocagem de 12 horas. O resíduo foi caracterizado segundo a NBR 10004-NBR 1006 considerando a presença de fenol na areia descartada. As amostras com materiais de base vegetal apresentaram os melhores desempenhos mecânicos nos processos de cura a frio e caixa-fria quando comparados ao poliol de fonte petroquímica, sendo que o poliol 3 apresentou resultados superiores ao padrão FU. De uma forma geral os compostos aglomerados com os materiais hidroxilados nas análises de ATG apresentaram temperaturas de decomposição inicial maiores que o padrão FU. A resistência mecânica sob altas temperaturas apresentou desempenho semelhante ao sistema convencional, mas resultados inferiores na temperatura de 300ºC. O acréscimo das relações NCO:OH incrementaram as propriedades mecânicas em grande parte das formulações. Os resíduos gerados com os compostos aglomerados com a utilização dos polióis 2 e 3 não apresentaram fenol, conferindo baixa periculosidade aos resíduos gerados. / The present study investigated the use of polyurethane-based binder compared with binders based on phenol, formaldehyde and a large amount of aromatic compounds conventionally used in sand casting of metals. Were developed 4 resin formulations designated polyol 1, polyol 2, polyol 3 and polyol 4, and the polyol 1 is the only one that it is derived from fossil source and the others polyols are derived from renewable vegetable-based. The compounds of sand-binder agglomerated with these materials hydroxylated together with MDI were characterized in relation to mechanical properties in both process no-bake and cold-box. Besides, was verified the influence of moisture on the strength of the specimens agglomerated. Were varied amounts of the binder and the use of two different solvents. Also in the cold box process was studied worktime of two formulations. The thermal properties with compressive strength under higher temperature, thermogravimetric analysis (TGA) and collapsibility were evaluated. The evaluation of the emission of volatile compounds according to the OHIO protocol was performed during the storage time of 12 hours. The waste was characterized according to (NBR 10004 NBR-1006) regarding the presence of phenol in the sand discarded. Samples of materials from based vegetable showed the best mechanical performance in both process no-bake and cold box when compared to polyol from to petrochemical source and the polyol 3 showed superior results to standard PU. In general, the compounds agglomerated with hydroxylated materials showed decomposition starting temperature higher than the standard FU in the study of TGA analysis. The mechanical strength under high temperatures showed similar performance to the conventional system, but the results have been lower than the temperature of 300°C. The increased of NCO: OH ratios improved mechanical properties in most formulations. Waste generated with the compounds agglomerated with the use of polyols 2 and 3 didn’t show phenol, presenting waste with lower hazard.

O presente trabalho investigou o emprego de aglomerante à base de poliuretano comparativamente aos aglomerantes com base em fenol, formol e grande quantidade de compostos aromáticos, convencionalmente empregados em areias para fundição de metais. Foram desenvolvidas quatro formulações de resina designadas de poliol 1, poliol 2, poliol 3 e poliol 4, sendo que o poliol 1 é proveniente de fonte fóssil e os demais provenientes de fonte renovável de base vegetal. Os compostos areia-aglomerantes com esses materiais hidroxilados juntamente com metildifenilisocianato (MDI) foram caracterizados com relação às propriedades mecânicas em processo de cura a frio e caixa-fria. Além disso, foi verificada a influência da umidade na resistência mecânica dos aglomerados. Foram variadas as quantidades de aglomerante e o uso de dois tipos diferentes de solventes. No processo caixa-fria foi estudado o tempo de vida de banca de duas formulações. Foram avaliadas as propriedades térmicas com resistência à compressão sob a alta temperatura, análise termogravimétrica (ATG) e colapsibilidade. Avaliação da emissão de compostos voláteis segundo protocolo de Ohio foi realizada durante o tempo de estocagem de 12 horas. O resíduo foi caracterizado segundo a NBR 10004-NBR 1006 considerando a presença de fenol na areia descartada. As amostras com materiais de base vegetal apresentaram os melhores desempenhos mecânicos nos processos de cura a frio e caixa-fria quando comparados ao poliol de fonte petroquímica, sendo que o poliol 3 apresentou resultados superiores ao padrão FU. De uma forma geral os compostos aglomerados com os materiais hidroxilados nas análises de ATG apresentaram temperaturas de decomposição inicial maiores que o padrão FU. A resistência mecânica sob altas temperaturas apresentou desempenho semelhante ao sistema convencional, mas resultados inferiores na temperatura de 300ºC. O acréscimo das relações NCO:OH incrementaram as propriedades mecânicas em grande parte das formulações. Os resíduos gerados com os compostos aglomerados com a utilização dos polióis 2 e 3 não apresentaram fenol, conferindo baixa periculosidade aos resíduos gerados. / The present study investigated the use of polyurethane-based binder compared with binders based on phenol, formaldehyde and a large amount of aromatic compounds conventionally used in sand casting of metals. Were developed 4 resin formulations designated polyol 1, polyol 2, polyol 3 and polyol 4, and the polyol 1 is the only one that it is derived from fossil source and the others polyols are derived from renewable vegetable-based. The compounds of sand-binder agglomerated with these materials hydroxylated together with MDI were characterized in relation to mechanical properties in both process no-bake and cold-box. Besides, was verified the influence of moisture on the strength of the specimens agglomerated. Were varied amounts of the binder and the use of two different solvents. Also in the cold box process was studied worktime of two formulations. The thermal properties with compressive strength under higher temperature, thermogravimetric analysis (TGA) and collapsibility were evaluated. The evaluation of the emission of volatile compounds according to the OHIO protocol was performed during the storage time of 12 hours. The waste was characterized according to (NBR 10004 NBR-1006) regarding the presence of phenol in the sand discarded. Samples of materials from based vegetable showed the best mechanical performance in both process no-bake and cold box when compared to polyol from to petrochemical source and the polyol 3 showed superior results to standard PU. In general, the compounds agglomerated with hydroxylated materials showed decomposition starting temperature higher than the standard FU in the study of TGA analysis. The mechanical strength under high temperatures showed similar performance to the conventional system, but the results have been lower than the temperature of 300°C. The increased of NCO: OH ratios improved mechanical properties in most formulations. Waste generated with the compounds agglomerated with the use of polyols 2 and 3 didn’t show phenol, presenting waste with lower hazard.

O presente trabalho investigou o emprego de aglomerante à base de poliuretano comparativamente aos aglomerantes com base em fenol, formol e grande quantidade de compostos aromáticos, convencionalmente empregados em areias para fundição de metais. Foram desenvolvidas quatro formulações de resina designadas de poliol 1, poliol 2, poliol 3 e poliol 4, sendo que o poliol 1 é proveniente de fonte fóssil e os demais provenientes de fonte renovável de base vegetal. Os compostos areia-aglomerantes com esses materiais hidroxilados juntamente com metildifenilisocianato (MDI) foram caracterizados com relação às propriedades mecânicas em processo de cura a frio e caixa-fria. Além disso, foi verificada a influência da umidade na resistência mecânica dos aglomerados. Foram variadas as quantidades de aglomerante e o uso de dois tipos diferentes de solventes. No processo caixa-fria foi estudado o tempo de vida de banca de duas formulações. Foram avaliadas as propriedades térmicas com resistência à compressão sob a alta temperatura, análise termogravimétrica (ATG) e colapsibilidade. Avaliação da emissão de compostos voláteis segundo protocolo de Ohio foi realizada durante o tempo de estocagem de 12 horas. O resíduo foi caracterizado segundo a NBR 10004-NBR 1006 considerando a presença de fenol na areia descartada. As amostras com materiais de base vegetal apresentaram os melhores desempenhos mecânicos nos processos de cura a frio e caixa-fria quando comparados ao poliol de fonte petroquímica, sendo que o poliol 3 apresentou resultados superiores ao padrão FU. De uma forma geral os compostos aglomerados com os materiais hidroxilados nas análises de ATG apresentaram temperaturas de decomposição inicial maiores que o padrão FU. A resistência mecânica sob altas temperaturas apresentou desempenho semelhante ao sistema convencional, mas resultados inferiores na temperatura de 300ºC. O acréscimo das relações NCO:OH incrementaram as propriedades mecânicas em grande parte das formulações. Os resíduos gerados com os compostos aglomerados com a utilização dos polióis 2 e 3 não apresentaram fenol, conferindo baixa periculosidade aos resíduos gerados. / The present study investigated the use of polyurethane-based binder compared with binders based on phenol, formaldehyde and a large amount of aromatic compounds conventionally used in sand casting of metals. Were developed 4 resin formulations designated polyol 1, polyol 2, polyol 3 and polyol 4, and the polyol 1 is the only one that it is derived from fossil source and the others polyols are derived from renewable vegetable-based. The compounds of sand-binder agglomerated with these materials hydroxylated together with MDI were characterized in relation to mechanical properties in both process no-bake and cold-box. Besides, was verified the influence of moisture on the strength of the specimens agglomerated. Were varied amounts of the binder and the use of two different solvents. Also in the cold box process was studied worktime of two formulations. The thermal properties with compressive strength under higher temperature, thermogravimetric analysis (TGA) and collapsibility were evaluated. The evaluation of the emission of volatile compounds according to the OHIO protocol was performed during the storage time of 12 hours. The waste was characterized according to (NBR 10004 NBR-1006) regarding the presence of phenol in the sand discarded. Samples of materials from based vegetable showed the best mechanical performance in both process no-bake and cold box when compared to polyol from to petrochemical source and the polyol 3 showed superior results to standard PU. In general, the compounds agglomerated with hydroxylated materials showed decomposition starting temperature higher than the standard FU in the study of TGA analysis. The mechanical strength under high temperatures showed similar performance to the conventional system, but the results have been lower than the temperature of 300°C. The increased of NCO: OH ratios improved mechanical properties in most formulations. Waste generated with the compounds agglomerated with the use of polyols 2 and 3 didn’t show phenol, presenting waste with lower hazard.

La construcción en tierra, es una técnica constructiva que al pasar de los años aún mantiene fuerza. Se sigue desarrollando en la actualidad en las zonas donde los materiales industrializados aun no llegan y en las zonas donde la economía no tiene un máximo esplendor. Por lo cual la técnica del adobe se ha ido mejorando durante el pasar de los años e incluso forma parte de la norma técnica peruana. Por lo cual esta investigación busca hacer mejoras de la fabricación del adobe con algunos agregados naturales que varíen el comportamiento del adobe fabricado. Teniendo así adobes mejorados para requerimientos especiales de acuerdo a al uso o al clima.

Com o desenvolvimento dos motores foguetes a propelentes sólidos, houve um consenso na comunidade propulsiva que as formulações de propelentes tipo compósito fossem imunes ao potencial elétrico gerado por carregamento eletrostático. A ocorrência de acidentes com motores foguetes a propelentes sólidos, durante fases de fabricação, manipulação e estocagem sem uma causa aparente levou a vários estudos por grupos independentes e a conclusões importantes para a segurança da formulação do propelente onde a hipótese de ignição acidental por descarga eletrostática foi a causa mais provável. Esta hipótese é atualmente um campo que está sendo desenvolvido e os estudos na área buscam como objetivo primordial minimizar os riscos de acidentes com motores de propelentes sólidos atribuídos ao fenômeno de descarga eletrostática. O propelente tipo compósito é heterogêneo, onde as partículas se dividem em partículas condutoras e não condutoras. Os diferentes tipos de "binder" influenciam diretamente nas características elétricas juntamente com as partículas condutoras. As partículas não condutoras têm efeito geométrico no espaçamento das partículas condutoras. De acordo com as características elétricas obtidas durante ensaios realizados, pode-se avaliar se a formulação é sensível à ignição acidental por descarga eletrostática. Devido aos métodos de fabricação (maceração circular por pás rotativas) e por não ser possível garantir exatamente o nível de carregamento, diâmetro médio e geometria (fator de forma) dos componentes sólidos, cada formulação necessita ser avaliada para saber qual o nível de sensibilidade à descarga eletrostática, e o risco de ocorrência de trincas ou ignição (sustentada ou não) no grão propelente sólido. O trabalho apresenta as principais metodologias que estão sendo pesquisadas e os resultados de ensaios elétricos e de descarga eletrostática realizados em amostras de estudo, visando tornar segura a formulação e conseqüentemente a fabricação, estocagem e manuseio de motores foguetes a propelente sólidos utilizados tanto em lançadores espaciais como em foguetes e mísseis balísticos.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-10-05T20:33:12Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mariana Rezende de Barros - 2016.pdf: 5601059 bytes, checksum: 953996d14e3ede469126893d305e59ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-10-06T11:38:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mariana Rezende de Barros - 2016.pdf: 5601059 bytes, checksum: 953996d14e3ede469126893d305e59ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-06T11:38:33Z (GMT). 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Briquetting is to agglomeration of fine particles by pressure, aided or not by a binder, allowing obtaining not only compacts, but with size, shape and mechanical parameters. The objective of this study was to investigate the binding of fine limestone through briquetting through use of a specific type known to have very fine grained (<0.075 mm) using organic and inorganic binders. Agglomeration of fine limestone through the briquetting was conducted by varying the amounts of water (used as inorganic binding agent) 0; 5; 7.5; 10; 12.5% and 2.5; 5; 7.5 and 8.5% organic binders - Molasses Soy and Treacle of cane sugar. The limestone powder and briquettes were analyzed chemically and physically by Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive X-ray (EDS), chemical and particle size analysis. The briquettes were subjected to impact resistance test, resistance to breakdown in water and compressive strength. The best results in impact resistance tests were analyzed and from these results of other tests were performed. The results of mechanical impact resistance were analyzed statistically by analysis of variance (ANOVA), checking if the binder content and factors influenced the agglomeration of the mineral. In addition to lowering the environmental liabilities, the briquettes will also generate profits for the mining industry and can offer a co-product with similar characteristics to the product originally marketed. / A agricultura moderna exige produtividade, eficiência e qualidade. Por isso, há necessidade da aplicação do calcário agrícola para corrigir a acidez dos solos. O Centro- Oeste foi apontado como o maior produtor de calcário agrícola, com 38,2% e Goiás sendo detentor de 11,6%. No processo de beneficiamento do calcário ocorre a geração de material fino (passante em 400# (0,035 mm)), que não possui viabilidade econômica nos setores agrícola, metalúrgico e de calcinação. Isso ocorre porque essa granulometria de partícula diminui a percolação de gases nos altos-fornos e possui sedimentação lenta quando empregada na agricultura, podendo ser transportada pelo vento gerando passivo ambiental. A briquetagem consiste na aglomeração de partículas finas através de pressão, auxiliada ou não por aglutinantes, permitindo obtenção de produtos não só compactados, porém com forma, tamanho e parâmetros mecânicos. O objetivo do trabalho foi verificar a aglomeração dos finos de calcário por meio da briquetagem através aproveitamento de um tipo específico conhecido por possuir granulometria bastante fina (< 0,075 mm) utilizando aglomerantes orgânicos e inorgânicos. A aglomeração dos finos de calcário através da briquetagem, foi realizada variando as dosagens de água (utilizada como agente aglomerante inorgânico) de 0; 5; 7,5; 10; 12,5% e 2,5; 5; 7,5 e 8,5% de aglomerantes orgânicos – Melaço de Soja e Melado de Cana-de-açúcar. O calcário em pó e os briquetes foram analisados química e fisicamente por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura, Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), análises química e granulométrica. Os briquetes foram submetidos a testes de resistência ao impacto, resistência à decomposição em água e resistência a compressão. Os melhores resultados obtidos no teste de resistência ao impacto foram analisados e a partir desses resultados foram realizados os demais testes. Os resultados de resistência mecânica ao impacto foram analisados estatisticamente através da análise de variância (ANOVA), verificando se os fatores aglomerantes e teor influenciaram na aglomeração do mineral. Além de diminuir o passivo ambiental, os briquetes também irão gerar lucros para a indústria mineral, podendo oferecer um coproduto com características semelhantes ao produto originalmente comercializado.

El cemento portland y el yeso son conglomerantes que de forma separada, son muy utilizados en la construcción. El cemento portland en estado endurecido presenta buena resistencia y durabilidad en ambiente húmedo, pero tiene un fraguado lento, y es caro. En cambio el yeso, tiene la ventaja de ser más barato y tiene un fraguado rápido; sin embargo su uso está limitado por su baja resistencia mecánica y por su sensibilidad a los ambientes húmedos. Se conoce, ampliamiente que las mezclas de combinación "cemento/yeso" son incompatibles, ya que en ambientes húmedos producen la formación de etringita y otros compuestos, que causan una disminución drástica de resistencia y expansiones excesivas que lo destruyen. Sin embargo, algunos autores han comprobado que la adición de materiales puzolánicos mejora dicha incompatibilidad. En este trabajo se estudian las propiedades mecánicas y de durabilidad de mezclas "cemento/yeso" con adición de puzolanas, como la "ceniza volante" de la clase F y se comparan resultados con mezclas que contienen "filler calizo" como adición puzolánica. Se desarrolla un amplio programa experimental de laboratorio, en donde se ensayan diferentes morteros de conglomerantes con combinaciones del tipo "cemento/yeso/puzolana" a fin de compatibilizar la necesidad de una buena resistencia mecánica con un bajo nivel de expansión volumétrica. Los resultados son variados y los sistemas ternarios "cemento/yeso/ceniza volante", con bajo contenido en "cemento portland", presentan características mecánicas y de durabilidad muy notables. Se pone de manifiesto en estos sistemas, el efecto beneficioso de una puzolana como la "ceniza volante". A la luz de los resultados, se generan expectativas interesantes al reemplazar un porcentaje importante del "cemento portland" por "ceniza volante" y favorecer la compatibilidad entre el yeso y el cemento, lo que lo hace más económico y presenta ventajas que bien puede extender su uso, principalmente a otras aplicaciones constructivas por ser en muchas regiones, más asequible y de bajo coste. Se comprueba que la adición de "ceniza volante", en adecuada proporción, favorece la compatibilidad entre el yeso y el cemento y aporta una ganancia de resistencia, más aún con un ahorro considerable de cemento, reafirmando así el aporte puzolánico en las mejoras de las condiciones de durabilidad. Los resultados sugieren una posible utilización de estos morteros en aplicaciones constructivas, sobre todo en viviendas sociales o protegidas por cuanto, al reemplazar una buena parte del "cemento portland" por "ceniza volante", hay una considerable reducción de coste. / Roldán Latorre, WL. (2011). Materiales puzolánicos para uso en conglomerantes especiales basados en yeso [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10077

O estudo de um "binder", ou matriz polimérica, alternativo ao mineral baseado na substituição parcial do polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH) pelo óleo de mamona potencialmente aplicável em formulações de combustíveis e propelentes sólidos em motores-foguete e "ramjet" em sistemas propulsivos de mísseis táticos e veículos lançadores de satélite, entre outros. Neste trabalho, foram empregadas técnicas de caracterização termoanalíticas como análise dinâmico mecânica (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG). A temperatura de transição vítrea para este novo "binder" foi determinada e é comparada com a temperatura de transição vítrea para o "binder" com base em PBLH, atualmente utilizado. Foram realizados ensaios mecânicos de tração uniaxiais no novo "binder" e em outro com base no PBLH, bem como em compósitos de formulações semelhantes com "binders" distintos. Procura-se estabelecer uma comparação entre eles, por meio de uma análise simples dos ensaios mecânicos, considerando-se o compósito combustível sólido como isotrópico com comportamento não-linear. Com os dados obtidos nos ensaios foi possível alimentar um pacote de elementos finitos, Cosmos Works 2007, e simular as condições de pressão instantânea máxima e compará-las com simulações realizadas em compósitos sólidos similares.

Se define el Hormigón Autocompactante (HAC) como un hormigón muy fluido, que se compacta bajo su propio peso, capaz de rellenar todos los rincones del encofrado, pasando entre las armaduras, y presentando suficiente cohesión para evitar que se produzca la segregación del árido grueso o el sangrado. Así se consigue una puesta en obra fácil, pudiciendo aplicarse en situaciones antes imposibles. La idea original de este tipo de hormigón fue propuesta por Okamura (1986) con la intención de solucionar los problemas de durabilidad en las estructuras de hormigón armado, que se habían detectado y que se atribuían a una disminución en los niveles de calidad de mano de obra especializada para la ejecución de los procesos de compactación. El objetivo era crear un producto que garantizase la compactación, sin que el factor humano fuera una variable capaz de afectar al producto final. El estudio y utilización de los hormigones autocompactantes (HAC) han tenido una tendencia creciente desde la propuesta inicial. Mayor rapidez y menor demanda de personal en el proceso del hormigonado, la posibilidad de fabricar elementos de formas muy difíciles o muy armadas y el ahorro energético unido a la mejora de las condiciones de trabajo debido a la reducción del ruido en el proceso de compactación son algunas de las ventajas de su utilización. En este sentido, se ha dado inicio a la investigación de los hormigones autocompactantes en el Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universidad Politécnica de Valencia realizando una revisión de la literatura científica sobre toda la materia, centrándose, sobretodo en los métodos de dosificación y ensayos utilizados para caracterizar este tipo de hormigón en estado fresco y endurecido. Con la intención de sacar más rendimiento a la hora de dosificar los hormigones autocompactantes se ha propuesto la utilización de modelos de ensayo en tamaño reducido para realizar los ajustes de dosificación y caracteriz / Rigueira Victor, JW. (2008). Estudio de la sensibilidad e influencia de la composición en las propiedades reológicas y mecánicas de los hormigones autocompactantes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1979