As fontes radioativas seladas são usadas na verificação de detectores de câmara de ionização, os quais medem a atividade dos radioisótopos usados nas mais diversas áreas, como na Medicina Nuclear. A medida da atividade dos radioisótopos deve ser feita com exatidão, pois será administrada em um paciente. Para garantir o adequado funcionamento dos detectores de câmara de ionização, são estipulados ensaios normatizados pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) utilizando-se fontes radioativas seladas de Bário-133, Césio-137 e Cobalto-57. Os testes avaliam a exatidão, precisão, reprodutibilidade e linearidade da resposta do equipamento. O foco deste trabalho foi o estudo e o desenvolvimento dessas fontes radioativas padrão de Bário-133, Césio-137 e Cobalto-57, utilizando um polímero, no caso resina epóxi comerciais do tipo éter diglicidílico do bisfenol A e um agente de cura a base de poliamina modificada da dietilenotriamina ,para imobilizar o material radioativo. A matriz polimérica apresenta a função primordial de fixar e imobilizar o conteúdo radioativo não permitindo seu vazamento dentro dos limites técnicos exigidos pelas normas de proteção radiológica no quesito de características de uma fonte selada e, adicionalmente, ter a capacidade de reter a emanação de quaisquer gases que venham a se formar durante o processo de fabricação e do período de vida útil deste artefato. O processo de manufatura de uma fonte selada padrão consiste no envasamento, em um frasco de geometria padronizada, de uma quantidade, em volume fixo, de uma matriz polimérica no interior da qual é adicionada e dispersada homogeneamente uma quantidade precisa e exata em atividade de um material radioativo padrão. Nesse sentido, realizou-se um estudo para a escolha da resina epóxi, analisando suas características e propriedades. Foram realizados estudos e testes, verificando a máxima miscibilidade da resina com a água (solução ácida, simulando as condições da solução radiativa), perdas de propriedades mecânicas e térmicas, bem como o controle de dose radioativa para a completa cura (irradiadores de cobalto).Foram produzidas fontes de césio-137 e bário-133, realizou-se testes para determinação do grau de homogeneidade na dispersão do material radioativo na matriz e testes de imersão das fontes seladas produzidas para verificar a estanqueidade do sistema desenvolvido, obtendo um resultado satisfatório de acordo com as normas. Analisando todos os resultados obtidos, as fontes seladas podem ser confeccionadas em matriz epóxi DGEBA e endurecedor poliamínico DETA modificado, desde que a quantidade de material radioativo, na forma de solução ácida, adicionado à composição não ultrapasse um teor de 20%. A cura da resina epóxi pode ser melhorada em relação a ambiente, com uso da irradiação desde que seja exposta a uma dose ao redor de 33 kGy durante a cura. Nos testes de estanqueidade, verificou-se que as fontes são estanques, as medições da atividade da água utilizada nos testes mostraram um valor inferior a 185 Bq (de acordo com a International Standard Organization- Radiation protection sealed radioactive sources - ISO 9978), comprovando a eficiência da resina epóxi como material para selar o material radioativo. Tendo a finalidade de criar uma tecnologia nacional capaz de suprir a demanda deste produto no mercado interno e atingir excelência em qualidade através da acreditação e certificação do produto junto aos órgãos competentes. / The radioactive sealed sources are used in verification ionization chamber detectors, which measure the activity of radioisotopes used in several areas, such as in nuclear medicine. The measurement of the activity of radioisotopes must be made with accuracy, because it is administered to a patient. To ensure the proper functioning of the ionization chamber detectors, standardized tests are set by the International Atomic Energy Agency (IAEA) and the National Nuclear Energy Commission using sealed radioactive sources of Barium-133, Cesium-137 and Cobalt-57. The tests assess the accuracy, precision, reproducibility and linearity of response of the equipment. The focus of this work was the study and the development of these radioactive sources with standard Barium-133 and Cesium-137, using a polymer, in case commercial epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) and a curing agent based on modified polyamine diethylenetriamine (DETA), to immobilize the radioactive material. The polymeric matrix has the main function of fix and immobilize the radioactive contents not allowing them to leak within the technical limits required by the standards of radiological protection in the category of characteristics of a sealed source and additionally have the ability to retain the emanation of any gases that may be formed during the manufacture process and the useful life of this artifact. The manufacturing process of a sealed source standard consists of the potting ,into bottle standardized geometry, in fixed volume of a quantity of a polymeric matrix within which is added and dispersed homogeneously to need and exact amount in activity of the radioactive materials standards. Accordingly, a study was conducted for the choice of epoxy resin, analyzing its characteristics and properties. Studies and tests were performed, examining the maximum miscibility of the resin with the water (acidic solution, simulating the conditions of radioactive solution), loss of mechanical and thermal properties, as well as the radioactive dose control for complete curing (cobalt irradiators). For this work was produced a sources of barium-133 and cesium -137,tests were conducted to determination the degree of homogeneity in the dispersion of the radioactive material in the matrix and immersion tests of sealed sources produced to verify the leakage (ISO 9978) of the developed system, occurring obtaining a satisfactory result. With the purpose of creating a national technology able to meet the demand of this product in the domestic market and achieve excellence in quality through accreditation and certification of the product by the appropriate bodies.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-15T17:46:32Z No. of bitstreams: 1 Iara Janaína Fernandes.pdf: 17712029 bytes, checksum: b6e13ee1cb18381155281d91bedc3233 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-15T17:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iara Janaína Fernandes.pdf: 17712029 bytes, checksum: b6e13ee1cb18381155281d91bedc3233 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Artecola Química S/A / A escassez de recursos naturais não renováveis e o aumento da poluição ambiental tem aumentado a necessidade de materiais com características específicas, e que ao mesmo tempo sejam atóxicos e sustentáveis. Neste sentido, a inserção de coprodutos, outrora resíduos industriais, em novos ciclos produtivos, contribui para minimização destas problemáticas. A casca de arroz é um resíduo amplamente gerado no Brasil e no mundo, é o principal subproduto do beneficiamento do arroz e tem sido utilizada como biomassa para geração de energia, o que reduz o impacto ambiental negativo causado pela sua destinação, porém gera grande quantidade de outro resíduo, a cinza de casca de arroz (CCA). A CCA é composta basicamente por sílica e carbono, além de outros componentes em menores quantidades. Pelo elevado teor de sílica, é um resíduo com potencial para ser transformado em coproduto para diversas indústrias. Uma aplicação importante é o uso como agente de reforço na produção de compósitos poliméricos. O polímero epóxi é um excelente material de matriz para compósitos e largamente utilizado em diferentes aplicações. Considerando que a sílica é uma das cargas mais comumente usadas em compósitos de matriz epóxi, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar compósitos de CCA como carga em matriz epóxi em comparação com sílicas comerciais. Para isso, foi realizado primeiramente o beneficiamento e preparação de CCAs oriundas de distintos processos de combustão, por métodos de segregação granulométrica, moagem e lixiviação ácida. Após, as CCAs e sílicas foram caracterizadas utilizando análises de distribuição granulométrica, massa específica, área superficial, perda ao fogo, carbono total, análise química, pH, espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Depois da determinação dos parâmetros mais adequados ao desenvolvimento dos compósitos, foi realizada a preparação e moldagem dos mesmos utilizando as CCAs e sílicas nos percentuais de 20, 40 e 60%. A avaliação das propriedades dos compósitos foi realizada por meio de ensaios de viscosidade, espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, microscopia eletrônica de varredura, ensaios mecânicos e absorção de água. O processo de lixiviação ácida utilizado nas CCAs mostrou-se efetivo na redução ou eliminação de Fe2O3, K2O, CaO, Cl e P2O5. Com relação à caracterização das cargas, várias das propriedades foram semelhantes para CCAs e sílicas, indicando a viabilidade de substituição da sílica por CCA para diversos tipos de materiais poliméricos. No entanto, as sílicas mostraram maior pureza e menor área superficial comparadas às CCAs. Quanto à produção dos compósitos, estes foram produzidos com sucesso, porém em escala laboratorial e o processo de moldagem utilizado mostrou dificuldade de remoção de bolhas para as misturas mais viscosas. Os valores obtidos para as temperaturas de transição vítrea dos compósitos após a cura foram satisfatoriamente elevados, em torno de 140°C, assim como as temperaturas de degradação térmica, que ficaram acima de 370°C para todas as amostras analisadas. Através das análises mecânicas e absorção de água, pode-se constatar que a CCA tem comportamento semelhante ao da sílica, podendo ser substituída sem maiores adversidades. Os ensaios de MEV revelaram que houve uma boa dispersão e distribuição das cargas na matriz polimérica, e que a interface de adesão entre as partículas e a matriz foi melhor para os compósitos de cinza. No entanto, a análise de viscosidade evidenciou que a viscosidade das misturas contendo CCA aumenta exponencialmente, podendo causar problemas de processamento, dependendo da aplicação. / The scarcity of non-renewable natural resources and the increasing of environmental pollution have enlarged the need for materials with special properties, which have been at the same time non-toxic and sustainable. Regarding the inclusion of byproducts, which were industrial wastes before, into new productive processes, could minimize such problems. Rice husk is a solid waste widely generated not only in Brazil but also worldwide. It is considered the main industrial byproduct of rice manufacture and has been used as biomass for power generation, reducing the negative environmental impact caused by its disposal. Nevertheless, this application also generates large amount of another waste, named rice husk ash (RHA). RHA is basically composed by silica, carbon and other components in smaller amounts. Due to the high silica content, it is supposed to claim that this is a waste with potential to be transformed into byproduct for several industries. The use of this byproduct as a reinforcing agent for producing polymer composites could be an important application alternative. The epoxy polymer is widely used in different applications even as matrix material for composites. Considering that silica is one of the most commonly used fillers reinforced epoxy composites, this study aims to develop and evaluate RHA as filler in epoxy composites., comparing it to commercial silica. For this, it was performed the processing and the preparation of RHAs (from different combustion processes) by particle size segregation, grinding and acid leaching methods. After this stage, the RHAs and silica were characterized using particle size distribution analysis, density, surface area, loss on ignition, total carbon, chemical analysis, pH, infrared spectroscopy, thermal analysis, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The most appropriate parameters for the composite development were determined. The preparation and molding of composites using RHAs and silica as filler in percentages of 20, 40 and 60%wt were performed. The composites properties evaluation was performed by testing viscosity, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, mechanical testing and water absorption. The acid leaching process used in the RHAs was effective in reducing or eliminating Fe2O3, K2O, CaO, P2O5 and Cl. According to the characterization results, RHAs and silica presented similar properties, indicating the feasibility of replacing the silica by RHA for different types of polymeric materials. However, the silica showed higher purity and low surface area compared to the RHAs. The composites production was successfully performed on a laboratory scale, but the molding process used showed bubbles hard removing from more viscous mixtures. The values obtained for the glass transition temperature after composites curing (around 140°C) and the thermal degradation temperature (above 370°C) were satisfactorily high for all samples. Through mechanical analysis and water absorption results, it was verified that the RHA composites presented similar behavior when compared with the silica composites. Therefore, they could be replaced with no negative aspects in terms of final product. SEM tests showed that there was a good distribution and dispersion of the fillers in the polymeric matrix. The adhesion interface between the particles and the RHA composites matrix was improved when compared with silica composites. However, the viscosity of mixtures containing RHA increased exponentially, could lead processing problems, depending on the application.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Juntas coladas têm se mostrado como a principal alternativa de união entre componentes fabricados em materiais distintos ou não, tendo como vantagem principal a ausência de aporte de calor e melhor distribuição de tensões. A literatura mostra que estudos anteriores foram realizados com o objetivo de caracterizar diversas propriedades associados às juntas, porém, pouco ainda se conhece sobre o comportamento dessas uniões relacionado à fluência. Os ensaios de fluência têm como principal desvantagem a baixa produtividade de resultados visto que, na maioria dos casos, os equipamentos aptos a realizarem este tipo de teste ensaiam apenas um corpo de prova por vez. Neste caso, o tratamento estatístico é baseado em uma pequena quantidade de resultados, reduzindo a confiabilidade na predição do comportamento em fluência. O Laboratório de Adesão e Aderência (LAA/UERJ/IPRJ) desenvolveu o equipamento pneumático de fluência (EPF) capaz de realizar dez ensaios simultâneos com parâmetros distintos. Este trabalho investiga o comportamento de juntas de cisalhamento simples (SLJ) compostas por substratos metálicos colados com adesivo epóxi e poliuretano. As juntas foram fabricadas em conformidade a norma ASTM D 1002, seguindo procedimento de preparo RT-003/08 TMC/CENPES/PETROBRAS. Os resultados mostram que, para projetos onde esteja prevista utilização das juntas durante longos períodos de tempo sob carregamento, conhecer apenas suas tensões médias de ruptura não é o suficiente para garantir a segurança do empreendimento. É proposto um modelo inicial do comportamento sob fluência de juntas coladas. / Bonded joints have been used as the main alternative to join components made of different materials, especially because high temperatures, like in welding process, are not required and because tensions are better distributed. Literature shows that although prior studies focused on the evolution of several mechanical properties related to joints, little is known about the creep behavior of bonded joints. Creep testings main disadvantage is the low productivity of results, since that, in most cases, testing machines capable of performing these tests only test one joint at a time. In this case, statistical treatment is made based on a small amount of results, reducing the reliability of the predictions. Thus, the Laboratory of Adhesion and Adherence (LAA/UERJ/IPRJ) developed a pneumatic creep equipment (PCE), capable of testing ten specimens simultaneously, under distinct scenario. This work looks into the behavior of single-lap joints (SLJ) made of metallic substrate and bonded with epoxy and polyurethane adhesives. The joints were produced according to ASTM D 1002 standard, following the RT-003/08 TMC/CENPES/PETROBRAS repair procedure. Results show that, for long term applications, knowing the average tensile strength of the joints isnt enough to guarantee project safety. An initial model for the creep behavior of bonded joints is proposed.

Introduction: The aim of this study was to evaluate some of the physico-chemical properties of a new root canal sealer. Methodology: The sealers tested were Sealer Plus (MKLife, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil), compared as AH Plus (Dentsply, DeTrey GmbH, Konstanz, Alemanha). For the radiopacity, flow, solubility and fabrication of test specimens relative to setting times the ANSI/ADA No. 57 (2000) and ISO 6876 (2012) specifications were followed. To measure the initial and final setting times the ASTM C266/2008 standard was used. pH was evaluated in the time intervals of 3, 24, 72 and 168 hours). Statistical tests were applied to the results obtained at a level of significance of 5%. Results: The results demonstrated that the Sealer Plus sealer showed a lower radiopacity value than AH Plus sealer (p<0.05), however, this was higher than the minimum value recommended by the specifications; that is 3 mm Al. Relative to flow, the value for Sealer Plus was 19.19 mm and for AH Plus, 19.81 mm (p>0.05). Sealer plus presented initial and final setting times of 138 min. and 210 min., respectively, while the values for AH Plus were 437 min. and 849 min., respectively, (p<0.05). Relative to solubility, Sealer Plus presented 0.21% and AH Plus, 0.27% (p>0.05). None of the sealers showed a significant increase in pH (p>0.05). Conclusion: Sealer Plus sealer presented physico-chemical properties in accordance with ANSI/ADA (2000) No.57 and ISO 6876 (2012) specifications. / Introdução: Este estudo objetivou avaliar algumas propriedades físico-químicas de um novo cimento obturador de canais radiculares. Metodologia: Para os testes de radiopacidade, escoamento, solubilidade e confecção dos corpos de prova para os tempos de presa foram seguidas as especificações nº57 da ANSI/ADA (2000) e ISO 6876 (2012). Para a medição dos tempos de presa, inicial e final, foi empregada a norma ASTM C266/2008. O pH foi avaliado nos períodos de 3, 24, 72 e 168 horas. Sobre os resultados foram aplicados testes estatísticos com nível de significância de 5%. Resultados: Os resultados demonstraram que o cimento Sealer Plus apresentou menor radiopacidade do que o cimento AH Plus (p<0.05), porém, superior ao mínimo recomendado pelas especificações, ou seja, de 3 mm de Al. Com relação ao escoamento, o do Sealer Plus foi 19,19 mm e do AH Plus 19,81 mm (p>0.05). O Sealer Plus apresentou tempos de presa inicial e final de 138 min. e 210 min., respectivamente, enquanto o AH Plus, 437 min. e 849 min., respectivamente, (p<0.05). Em relação à solubilidade, o Sealer Plus apresentou 0,21% e o AH Plus 0,27% (p>0.05). Nenhum dos cimentos apresentou aumento significativo do pH (p>0.05). Conclusão: O cimento Sealer Plus apresentou propriedades físico-químicas de acordo com as especificações nº 57 da ANSI/ADA (2000) e ISO 6876 (2012).

Neste trabalho propôs-se a construção de um tubo de material compósito híbrido, com fibra de vidro e fibra de carbono, para utilização como prolongador de prótese de membro inferior a serem fabricadas pela AACD - Associação de Assistência à Criança Deficiente. O objetivo é avaliar as solicitações da prótese para otimizar custo e reduzir a massa. Fez-se inicialmente um levantamento das propriedades dos materiais comerciais utilizados para a fabricação do prolongador para referenciar o desenvolvimento do componente da prótese. Utilizou-se modelagem por elementos finitos para otimizar o componente em função dos esforços biomecânicos a que a prótese é submetida. Nesta modelagem, estudaram-se várias disposições, quantidade e material das camadas de forma a atender às solicitações e minimizar os custos. O levantamento bibliográfico permitiu encontrar uma rota de menor custo para a fabricação de compósito que utiliza um processo de transferência de resina auxiliado a vácuo e pré-formados de vidro e carbono. Como referência, foi fabricado um componente pelo processo de bobinagem filamentar que produz materiais compósitos de qualidade reconhecida. O processo de moldagem por transferência de resina assistido à vácuo, apesar de ter alguns insumos importados, pela sua simplicidade pode ser realizado na própria AACD e se mostrou capaz de obter componentes com custo que viabiliza sua produção sem grandes investimentos em equipamentos. Apesar da redução de algumas das propriedades em relação à peça de referência, o tubo apresentou vantagens na redução de massa e na absorção de impacto. / In this work it was considered a construction of a pipe of hybrid composite material, with carbon and glass fibre, for use as prosthesis extension of inferior member to be manufactured for the Associação de Assistência à Criança Deficiente AACD. The objective is to evaluate the requests of prosthesis to optimize cost and to reduce weight. A survey of the properties of the commercial materials commonly used for the manufacture extension became initially a reference to the development of the final component. A finite element modeling was used to optimize the component in the biomechanics function related to the efforts which the prosthesis is submitted. In this modeling some disposals and numbers of layers, amount and material have been studied to take care of the requests and to minimize the cost. A bibliographical survey allowed finding a shipper route for the manufacture of composite that uses a process of vacuum assisted resin transfer molding and preforms of glass with carbon. As reference, a component was produced using filament winding process to compare the quality of the obtained composite pipe. The process, although to have some imported feed-stock, can be proper carried out by AACD and if it showed capable to produce components with cost that makes possible its production internally. Despite the reduction of some of the properties in relation to the reference part, the component presented advantages such as weight reduction and the impact absorption.

Durante a cura, ou seja, durante o processo de reticulação, resinas sofrem alterações irreversíveis em suas propriedades químicas e físicas, como, por exemplo, alterações significativas em seu coeficiente de compressibilidade (inverso do módulo de compressão volumétrico) e em sua viscosidade. A variação destas propriedades, ao longo de uma dimensão (direção) no interior de uma resina em processo de cura, pode ser obtida a partir de técnicas ultrassônicas baseadas no princípio pulso-eco, que permite a estimativa da velocidade de propagação e das atenuações das ondas. Antes da cura, as resinas apresentam velocidades de propagação entre 1600 e 1800 m/s, com viscosidade e atenuação pequenas. Durante o processo de cura ocorre um aumento notável da viscosidade, que causa grandes atenuações na onda ultrassônica. Chegando ao final do processo de cura, tanto a atenuação quanto a viscosidade voltam a diminuir. Após a reticulação, a velocidade de propagação pode ser superior a 2500 m/s. Visto que a densidade varia pouco durante a cura, a alteração de velocidade, observada durante a cura, pode ser atribuída às mudanças no módulo de compressão volumétrico da resina. O método pulso-eco descrito nesta dissertação permite monitorar, de forma não invasiva, a variação da viscosidade e a variação do coeficiente de compressibilidade durante o tempo de cura de uma resina epóxi, ao longo da direção de propagação de uma onda ultrassônica. / During the curing process, i.e. crosslinking process, resins suffer significant and irreversible changes on theirs chemical and physical properties, as the alterations in the compressibility coefficient (the inverse of bulk modulus) and in the viscosity. The changes in these properties along a direction inside of a resin, under a curing process, can be estimated with techniques based on pulse-echo ultrasonic waves. With these techniques is possible to obtain the ultrasonic wave speed and the attenuation imposed on the wave by a resin under curing. Before the cure, resins have speeds of wave propagation between 1600 and 1800 m/s, low attenuation and low viscosity. As the curing process evolves, there is a remarkable increase of viscosity, which causes great attenuations. After that, and until the end of the curing process, the viscosity and the attenuation decrease. After the cure and solidification, the wave speed may reach values up to 2500 m/s. Since the density almost does not vary during the cure, the changes in wave speed can be attributed to changes in the resins bulk modulus. The pulse-echo method, described in this dissertation, allows the monitoring, in a no invasive way, of the variation of the bulk modulus and the changes in viscosity along a direction of propagation of an ultrasonic wave, during the curing process of an epoxy resin.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foi proposto o monitoramento do processo de cura e fotocura de resinas epóxi através da Espectroscopia Fotoacústica. Nos experimentos, foram utilizados dois tipos de resinas epóxi: A resina Epoxtec 331, com o endurecedor DER 24, e a resina fotocurada EBECRYL 3720-TP25, com o fotoiniciador OMNIRAD 808. Foram utilizados dois modelos de células fotoacústicas: uma baseada na técnica de diferença de fase dos dois feixes (T2F); e outra convencional. São apresentadas as montagens experimentais desenvolvidas para os monitoramentos da cura e fotocura das resinas. O estudo foi realizado monitorando o sinal fotoacústico fazendo varredura em comprimentos de onda. Também foi monitorado o sinal fotoacústico em função do tempo durante as curas e fotocuras. Foi estudado o efeito de luz saturante, não modulada, nos processos de fotocura. Tanto a amplitude quanto a fase do sinal fotoacústico revelaram-se boas ferramentas para o monitoramento proposto. Apesar de muitos dos efeitos encontrados, nos estudos realizados, ainda não terem explicação, o presente trabalho mostrou a potencialidade da espectroscopia fotoacústica para esta área de pesquisa. / In this work it was proposed the monitoring of the cure and photocuring of epoxy resins by Photoacoustic Spectroscopy. In the experiments, two types of epoxy resins were used: the resin Epoxtec 331,with the hardener DER 24; and the resin EBECRYL 3720 - TP25, with the photoinitiator 808 OMNIRAD. Two models of Photoacoustic cell were used: one based on two-beam phase-lag technique (T2F); and a conventional one. The developed set-ups for monitoring of cure and photocuring of epoxy resins are presented. The study was carried out with monitoring the photoacoustic signal on the wavelengths scan. Also the photoacoustic signal as a function of time was observed during the cure and photocuring. The effect of unmodulated saturating light was studied in the processes of photocuring. Both the amplitude and the phase of the photoacoustic signal proved to be good tools for the proposed monitoring. Although many of the effects found in these studies have not yet been explained, the present study showed the potential of photoacoustic spectroscopy to this area of research.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Assim como em outras áreas do conhecimento a construção civil vem evoluindo ao longo dos anos. Grandes investimentos e elevadas taxas de demandas por novos projetos requerem uma maior velocidade na consolidação de obras. Neste cenário, ficam precários os estudos e pesquisas que avaliam a capacidade de novas tecnologias. Na área do concreto e estruturas de concreto armado, depara-se a associação de técnicas consolidadas à métodos inovadores. A utilização de polímeros como material de construção, como é o caso dos aditivos para concreto, dos tubos e conexões, das esquadrias e como adesivos, utilizados em ligações de aduelas de pontes, associados a fibras de vidro ou carbono para reforços estruturais e para fixação de armaduras ou conectores no caso de reparação de estruturas, oferecendo uma solidarização eficiente entre elementos estruturais. O presente trabalho visa avaliar uma pequena parcela de aplicação de materiais poliméricos, principalmente quanto a sua característica de aderência e colagem de barras de aço ao concreto. O desenvolvimento do estudo ocorreu sobre uma perspectiva de ensaios laboratoriais de arrancamento de barras coladas com resina epóxi em blocos de concreto, sendo estes resultados comparados com barras de aço concretadas em blocos de concreto. Desse modo o principal fator de comparação seria a tensão de aderência desenvolvida na área de contato da barra com o substrato. Alguns parâmetros foram inseridos para uma abordagem de maior amplitude, tais como variação do diâmetro da barra (&#966; = 10,0mm; &#966; = 12,5mm e &#966; = 16,0mm), do comprimento de ancoragem (múltiplos do diâmetro, sendo 5&#966; e 7,5&#966;) e da espessura da resina (1mm, 2mm e 3mm). De forma complementar procedeu-se ao ensaio de vigas bi-apoiadas submetidas à flexão visando representar o comportamento de uma recuperação/reforço estrutural aplicado em escala. Para avaliar o comportamento destas vigas, foram ensaiados dois espécimes, uma viga padrão concretada de uma única vez e outra submetida a um reparo estrutural, onde possuía a armadura inferior inserida posteriormente à concretagem inicial, colada com resina epóxi nas extremidades da viga. / Just like others fields of knowledge, the civil construction is evolving. Hughes investments and the need for new projects improve the speed and the technology usually applied for basic infrastructures development. These scenarios achieve issues as the miss understanding of the behavior of this technological advances in long terms, caused by the few studies and researches about these subjects. At the concrete structures field, an extremely self consolidate knowledge whose have been replaced for new methods, as the case of the polymeric materials. This kind of material have large scale of applications at construction and projects of structural elements, used as a bond interface for different elements and offering a significant monolithically performance between structural pieces. The current study pretends analyze the behavior of bonded steel bars at the concrete using epoxy resin. The development of the study occur by lab tests where a steel bar is pulled out of a concrete block, named Pull-out-test. This one was adapted for a bond whit epoxy resin, were the results was compared whit the regular ones (concrete bonded bars), in this method the phenomenon of the stress occurred at the bar surface in contact whit the concrete or the resin evaluate. Some parameters were included for a better understanding of the bond behavior, such as: Steel bar diameter (10mm, 12,5mm and 16mm); Length of anchorage (5&#966; and 7,5&#966;), and Resin thickness (1mm, 2mm and 3mm). For the same purpose, was molded a concrete beam to represent the bonded situation at a real condition, these beam had two different configuration, one of those were a regular reinforcement beam, and the other one were a recuperated reinforcement beam, whit yours inferior steel bar added post concrete solidification, simulating a intervention at a problematic beam, in this case the steel bars were bonded whit epoxy resin at the edges of the beam.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The aim of the present research was to evaluate the physical and mechanical properties of LVL reinforced with fiberglass with two types of resins. Pinus elliottii veneers with 1,5 mm thickness were used to manufacture of the LVL panels. The panels were manufactured in two steps. The first one was the assembling of the LVL panels with nine layers of wood veneer glued with phenol-formaldehyde resin. The second step consisted into reinforcing the LVL with fiberglass impregnated with epoxy resin (E) or isophthalic resin (I). The treatments were: panels without reinforcement (T), panels reinforced with one fiberglass layer (E T1 e I T1), panels reinforced with two fiberglass layers (E T2 e I T2) and panels reinforced with four fiberglass layers (E T3 e I T3). The size of panel was 45 cm x 34 cm x 1,08 cm. The physical properties tested were density and moisture content. The mechanical properties tested were: static bending in flatwise and edgewise position, modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR); glueline shear strength by compression loading; hardness test; and non-destructive test by ultrasound method. The epoxy and the isophthalic resin showed similar mechanical performance among the different treatments.The resistence and stiffness of the panels were influenced by the reinforcement. The MOE in flatwise position was influenced by one reinforcement layer and the MOR was influenced by two reinforcement layers. In the edgewise position the MOE and the MOR values remained constant among the treatments with two fiberglass reinforcement layers. The MOE in nondestructive test had higher values when compared with the destructive method, however these values remained stable with two layers of reinforcement. Two layers of reinforcement on the tensile and compression side had higher values in hardness test. The epoxy resin presented higher glueline resistence and higher percentage of wood failure. Isophthalic and phenolic resin presented similar values of glueline strenght, however the isophthalic resin had lower percentage of wood failure. Thus, the reinforcement with one layer of fiberglass imprenated with epoxy resin on the tensile side would be enough to promote the mechanical qualities of LVL. / O objetivo desta pesquisa foi avaliar as propriedades físico-mecânicas de painéis de lâminas paralelas (LVL) reforçadas com camadas de fibra de vidro inpregnadas com dois tipos de matrizes. Lâminas de madeira de Pinus ellliottii com espessura de 1,5 mm foram utilizadas na fabricação dos painéis. A montagem dos painéis foi realizada em duas etapas. A primeira consistiu na fabricação dos painéis LVL com nove camadas de lâminas de madeira unidas com resina à base de fenol-formaldeído na gramatura de 190 g/m2 em linha simples. E a segunda etapa consistiu na aplicação do reforço de fibra de vidro impregnado com resinas epóxi (E) ou poliéster isoftálica com NPG (I). Os tratamentos utilizados foram: painéis sem reforços (T), painéis com uma camada de fibra de vidro (E T1 e I T1), painéis com duas camadas de fibra de vidro, sendo uma camada no lado de compressão e uma camada no lado de tração (E T2 e I T2) e painéis com quatro camadas de fibra de vidro, duas camadas do lado de compressão e duas camadas no lado de tração separados por uma lâmina de madeira (E T3 e I T3). Foram realizadas três repetições por tratamento, totalizando 21 painéis. As dimensões finais dos painéis foram 45 cm x 34 cm x 1,08 cm. Para determinar a qualidade dos painéis LVL foram avaliadas as propriedades físicas (massa específica e teor de umidade) e a resistência mecânica (flexão estática na posição flatwise e egdewise, resistência ao cisalhamento, dureza Janka e teste não destrutivo utilizando ultrassom). A resina epóxi e a resina isoftálica apresentaram as mesmas qualidades mecânicas nos diferentes tratamentos. A aplicação do reforço influenciou na resistência e na rigidez do painel. Na flexão estática na posição flatwise o módulo de elasticidade (MOE) foi influenciado por uma camada de reforço e o módulo de ruptura (MOR) por duas camadas de reforço. Na posição edgewise os valores de MOE e do MOR se mantiveram estáveis com a aplicação de duas camadas de reforços de fibra de vidro. O MOE pelo método ultrassônico apresentou valores maiores quando comparado com o método estático; em ambos os métodos os valores mantiveram-se estáveis com a aplicação de duas camadas de reforço. A dureza Janka foi maior para as painéis com mais camadas de fibra de vidro na posição de tração e compressão. A resina epóxi apresentou maior resistência ao cisalhamento e maior percentual de falhas na madeira, enquanto que a resina isoftálica, apesar de apresentar valores de resistência similares à fenólica, não apresentou boa adesão à madeira, representada pelo baixo percentual de falhas na madeira. A aplicação de uma camada de reforço de fibra de vidro com resina epóxi na posição de tração seria o suficiente para melhorar as qualidades mecânicas dos painéis LVL fabricados com lâminas de madeira de pinus unidas com fenol-formaldeído.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 86993 bytes, checksum: 84f9ef5ca3d5e4b6abc44c72fe430745 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Epoxy resin / carbon nanotubes (CN) composites are widely used due to the versatile matrix phase and the excellent properties of the reinforcing phase. However, the development of polymer nanocomposites still faces three important challenges: interfacial interaction, dispersion and orientation of the reinforcing phase. This work studied the orientation process of NC by electric field of 100 V/cm, and how this phenomenon changes the properties of these materials. The in situ polymerization method was used to fabricate nanocomposites with multi-walled carbon nanotubes and epoxy resin. We made three sets of nanocomposites, each set contained five concentrations of CN: 0.00, 0.04, 0.08, 0.20 and 0.30 (v/v). In the manufacture of the first set, the samples were not subjected to an electric field during curing, while the second set of samples was prepared under an electric field of 100 V/cm at a frequency of 1 kHz during curing. The third set was prepared under an electric field of 100 V/cm at 60 Hz during curing. Viscosimetry techniques, optical microscopy, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry (DSC) and impedance spectroscopy were used to characterize the dispersion and orientation of carbon nanotubes. The viscosimetry shows that the nanocomposites exhibit a shear thinning behavior for all concentrations studied. However, the viscosity of the material increased considerably with CN concentration, ca. 50% for 0.30% (v/v) NC, difficulting the processing of samples. Optical and electronic microscopies showed that the manufacturing method used to disperse the CN did not provide a homogeneous dispersion. Using the impedance spectroscopy technique it was possible to characterize the orientation of the CN, since the electrical conductivity of all samples submitted to the electric field during curing showed an increase of 2.8 orders of magnitude compared to the set that was not subjected to the electric field. The orientation of the CN decreased the percolation threshold of the samples. Nanocomposite samples not subjected to the electric field during curing (ER) showed a percolation threshold of (0.06 ± 0.02) (v/v), while the set of samples subjected to the electric field (EA) had a percolation threshold (0,010 ± 0,005) (v/v). In these systems the direction of CN showed no dependence on the frequency of the applied electric field during curing, as the electrical conductivity of the samples prepared under the electric field oscillating at 1 kHz and that of the samples prepared at 60 Hz showed similar values. / Compósitos de resinas epoxídicas e nanotubos de carbono (NC) são materiais amplamente estudados para potenciais aplicações funcionais e estruturais, pois a fase matriz polimérica é versátil e a fase reforço apresenta excelentes propriedades. Porém, o desenvolvimento destes nanocompósitos poliméricos ainda enfrenta três desafios para que as propriedades da fase reforço sejam transferidas à matriz: a interação interfacial, a dispersão e a orientação da fase reforço. Nesse trabalho foi estudado o processo de orientação de NC por campo elétrico de 100 V/cm e como esse fenômeno altera as propriedades desses materiais. O método de polimerização &#56256;&#56499;in situ&#56256;&#56500; foi usado para fabricar nanocompósitos com nanotubos de carbono de paredes múltiplas e resina epóxi baseada no éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA), tendo em vista o estudo das suas propriedades elétricas. Foram fabricados três conjuntos de nanocompósitos, cada conjunto continha cinco concentrações de NC: 0,00; 0,04; 0,08; 0,20 e 0,30 % (v/v). Na fabricação do primeiro conjunto as amostras não foram submetidas ao campo elétrico durante a cura. Na fabricação do segundo conjunto as amostras foram submetidas a um campo elétrico de 100 V/cm com frequências de 1 kHz durante a cura. Na fabricação do terceiro conjunto as amostras foram submetidas a um campo elétrico de 100 V/cm com frequências de 60 Hz durante a cura. As técnicas de viscosimetria, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e espectroscopia de impedância foram usadas para caracterizar a dispersão e orientação dos nanotubos de carbono. A viscosimetria mostrou que os nanocompósitos apresentam um comportamento pseudoplástico para todas as concentrações estudadas. Contudo, o aumento da concentração de NC aumentou também a viscosidade do material, em cerca de 150 % para 0,30 %(v/v) de NC, dificultando o processamento das amostras. As técnicas de microscopia ótica e eletrônica mostraram que o método de fabricação usado para dispersar os NC não proporcionou uma dispersão homogênea em escala nanométrica. Já com a técnica de espectroscopia de impedância foi possível caracterizar a orientação dos NC, pois a condutividade elétrica do conjunto de amostras submetidas ao campo elétrico durante a cura apresentou um incremento de 2,8 ordens de grandeza quando comparado ao conjunto não submetido ao campo elétrico. A orientação dos NC diminuiu o limiar de percolação das amostras, pois o conjunto de amostras de nanocompósitos não submetidas ao campo elétrico durante a cura apresentou um limiar de percolação de (0,06 ± 0,02) % (v/v). Já o conjunto de amostras de nanocompósitos submetidas ao campo elétrico apresentou um limiar de percolação de (0,010 ± 0,005) % (v/v). Nesse sistema a orientação dos NC não apresentou dependência à frequência do campo elétrico aplicado durante a cura, pois a condutividade elétrica das amostras submetidas ao campo elétrico oscilando a 1 kHz e das amostras submetidas ao campo elétrico oscilando a 60 Hz apresentaram valores similares.