Ingeniero Civil / Un sistema de detección basado en un tubo de PVC de diámetro 40 mm y largo 5 metros, instrumentado con fibra óptica que está conectada a un aparato Brillouin Optical Time Domain Reflectometer (BOTDR) se utiliza para monitorear deformaciones en túneles. El sensor denominado Tube Sensor (TS) está anclado a la roca en cuatro puntos y se espera que al momento de un desplazamiento del macizo rocoso a causa de la actividad minera, los soportes del TS se muevan generando una deformación en el tubo la cual es detectada por la fibra óptica. Se propone en el presente trabajo a través de resolver un problema inverso, un algoritmo iterativo que permita estimar el desplazamiento relativo de los apoyos del sensor TS para cada configuración de deformación axial detectada en el sensor usando teoría lineal-elástica de resistencia de materiales y designando diferentes condiciones de borde al problema. Para validar el modelo se utilizaron datos experimentales para luego pasar a datos de terreno, correspondientes a un periodo de tres meses. Los datos de terrenos corresponden a tres niveles, hundimiento, producción y ventilación de los cuales solo se utilizaron los datos de hundimiento ya que los de ventilación no presentaban lecturas y los datos de producción no mostraban lecturas confiables. Se detectó, gracias al algoritmo, una tendencia al hundimiento hacia la zona donde se encuentran las socavaciones, con un desplazamiento máximo de 3 centímetros. Los resultados entregados por el algoritmo en este trabajo indican que la solución en varios casos no es única y por tanto se debe usar el criterio del ingeniero para establecer el movimiento más probable de acuerdo a los antecedentes que se tienen, sin embargo a medida que la deformación detectada por la fibra es mayor, la solución tiende a ser única.

Objetivo: Comparar in vitro la fuerza de adhesión de postes de fibra de vidrio tratados con silano en distintos tiempos de evaporación del solvente. Materiales y Métodos: Cuarenta dientes de bovino uniradiculares fueron seccionados separando corona de raíz, obteniendo una raíz remanente de 20mm. Las raíces bovinas fueron tratadas endodónticamente y divididas aleatoriamente en cuatro grupos según el tiempo de evaporación (n=10): G1- 180 segundos; G2- 120 segundos; G3- 60 segundos; G4- Control, sin silanizado. A la superficie del poste se le aplicó el silano ProSil - FGM y se esperó la evaporación del solvente de acuerdo al grupo experimental. Posterior a ello, se cementaron los postes de fibra con el cemento resinoso RelyX U-200TM – 3M ESPE según las instrucciones del fabricante y los especímenes fueron almacenados por 24 horas en agua destilada a 37 oC. Las raíces fueron seccionadas en slides de 1 mm de grosor, utilizando una máquina de corte digital IsoMet® - Low Speed Saw. Para medir la fuerza de adhesión se utilizó el test de push-out en el centro del slide a una velocidad de 0.5 mm/min y medido en KgF/MPa. Resultados: Los valores de fuerza de adhesión según cada grupo fueron: G1- 10.89±2.68; G2-5.50±2.84; G3-2.40±0.89; G4-0.79±0.73. Se comparó la fuerza de adhesión entre los grupos de 60-120s, 120-180s, y 60-180s. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los tres grupos (p=0.0015, p=0.0015 y p=0.0000 respectivamente). Se comparó entre los tres grupos, encontrándose también diferencias estadísticamente significativas (p=0.0001). Conclusiones: Se encontró que el grupo de 180 segundos de evaporación presentaba una mayor fuerza de adhesión comparada a los demás grupos. / Objective: To compare the fiberglass posts bond strength treated with silane at different solvent evaporation times. Materials and Methods: Forty bovine teeth were seccionated in two, obtaining 20mm bovine roots. Bovine roots were endodontically treated and randomly divided into four groups according to evaporation time (n=10): G1-180 seconds; G2-120 seconds; G3- 60 seconds; G4-control, without silanizing. Prosil – FGM silane was applied to the post surface and was allowed to evaporate according to the time established in the experimental groups. After that, the fiber posts were cemented with RelyX U-200TM – 3M ESPE resin cement according to manufacturer instructions and the samples were stored 24 hours in distilled water at 37 °C. Roots were cut in slides 1 mm thick using a IsoMet® - Low Speed Saw digital cutting machine. Push-out test was used to measure the slide bond strength in KgF/MPa at the speed of 0.5 mm/min. Results: The bond strength values according to each group were: G1-10.89±2.68; G2-5.50±2.84; G3-2.40± 0.89; G4-0.79±0.73. Bond strength was compared between experimental groups 60-120 seconds, 120-180 seconds and 60-180 seconds. Statistically significant differences were found for all three groups (p=0.0015, p=0.0015 and p=0.0000, respectively). Statistically significant differences were also found between the three groups (p=0.0001). Conclusion: The 180 seconds evaporation group showed a higher bond strength compared with the other groups. / Tesis

Este trabalho tem por objetivo obter propriedades mecânicas de compósitos angle-ply fabricados pelo processo de enrolamento filamentar, na forma de placas com diversas orientações do reforço. As placas foram fabricadas com fibra de carbono e matriz epoxídica e fibra de vidro e matriz epoxídica. Os exemplares para ensaio foram obtidos nas direções de 0°, ±10°, ±20°, ±30°, ±60°, ±70°, ±80° e 90° em relação á direção do equipamento de ensaio, atribuída como sendo 0°. Resultados mostraram que para corpos-de-prova de fibra de cartaono bobinados na direção ±10° a tensão máxima média obtida foi de 855 MPa e o módulo de elasticidade médio de 136 GPa, enquanto que para corpos-de-prova de fibra de carbono bobinados na direção de ±80°, a tensão máxima média foi de 68 MPa e módulo de elasticidade médio de 10 GPa. Os resultados obtidos indicaram que as propriedades mecânicas diminuem acentuadamente a partir da direção de ±10°. Também foram obtidas as frações volumétricas, dureza Barcol e análise térmica das placas fabricadas. / This work aims to obtain some mechanical properties of angle-ply composites manufactured by the filament winding process. The plates were manufactured with different reinforcement orientation. The composites were manufactured with carbon fibers and an epoxy resin system as polymeric matrix and glass fibers and an epoxy resin system as polymeric matrix. The coupons were manufactured in the directions of 0°, ±10°, ±20°, ±30°, ±60°, ±70°, ±80° e 90°, related to the 0° fiber direction. Results show that coupons with cartDon fiber in the direction ±10°, the mean strength was 855 MPa and the mean module of elasticity was 136 GPa, whereas coupons with cartDon fiber in the direction of ±80° the mean strength was 68 MPa and the mean module of elasticity was 10 GPa. The results obtained have indicated that the mechanical strength diminishing acutely from the orientation of ±10° The volumetric fractions, Barcol hardness and thermal analysis are also obtained of all the manufactured plates.

A utilização de materiais compósitos poliméricos em elementos estruturais requer o conhecimento do comportamento durante a vida em serviço. A garantia da integridade destes elementos estruturais de compósitos demanda um estudo do comportamento dependente do tempo, por causa da sua resposta viscoelástica e das inúmeras possibilidades de configurações de fabricação. No presente estudo, foram realizados ensaios de fluência e ruptura por fluência em tração em compósitos unidirecionais fabricados com resina epoxídica e fibra de carbono de alta resistência, com os ângulo das fibras a 60º e 90º em relação à direção do carregamento, nas temperaturas de 25 e 70 ºC. A caracterização viscoelástica do compósito foi realizada por meio das curvas de fluência a vários níveis de carregamento constante em períodos de 1000 h, obtenção do envelope de ruptura por fluência pelas curvas de ruptura por fluência, a determinação da transição do comportamento linear para não linear pelos gráficos isócronos e ainda a comparação das curvas de flexibilidade à fluência com um modelo de predição de comportamento viscoelástico fundamentado na equação de Schapery. Pelos ensaios foi constatada uma modificação no comportamento do material, com relação à resistência, rigidez e deformação, demonstrando que estas propriedades foram afetadas pelo tempo e nível de tensão, especialmente em temperatura de trabalho acima da ambiente. O modelo de predição foi capaz de representar o comportamento à fluência, entretanto deve ser considerada a determinação dos termos das equações, além da variação destes com a tensão aplicada e o tempo decorrido de ensaio. / One of the main requirements for the use of fiber-reinforced polymer matrix composites in structural applications is the evaluation of their behavior during service life. The warranties of the integrity of these structural components demand a study of the time dependent behavior of these materials due to viscoelastic response of the polymeric matrix and of the countless possibilities of design configurations. In the present study, creep and creep rupture test in stress were performed in specimens of unidirectional carbon fiber-reinforced epoxy composites with fibers orientations of 60º and 90º, at temperatures of 25 and 70 ºC. The aim is the viscoelastic characterization of the material through the creep curves to some levels of constant tension during periods of 1000 h, the attainment of the creep rupture envelope by the creep rupture curves and the determination of the transition of the linear for non-linear behavior through isochronous curves. In addition, comparisons of creep compliance curves with a viscoelastic behavior prediction model based on Schapery equation were also performed. For the test, a modification was verified in the behavior of the material, regarding the resistance, stiffness and deformation, demonstrating that these properties were affected for the time and tension level, especially in work temperature above the ambient. The prediction model was capable to represent the creep behavior, however the determination of the equations terms should be considered, besides the variation of these with the applied tension and the elapsed time of test.

A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, concreto e aço exigiu da construção civil uma procura por métodos mais eficientes que pudessem cumprir esse papel. Com este objetivo vários estudos estão sendo realizados utilizando fibras reforçadas com polímeros (FRP). Dentre estas fibras, as que vêm apresentando melhores resultados como reforço para peças estruturais de madeiras são as fibras de carbono e as fibras de vidro. Dentro deste escopo, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento estrutural de vigas de madeira de espécies nacionais reforçadas com fibras de carbono e com fibras de vidro, verificando a eficiência deste reforço e adequando modelos de cálculo para avaliação da resistência e da rigidez das vigas reforçadas, e também verificar a eficiência de uma formulação de adesivos à base de mamona e do adesivo Cascophen, para fixação das respectivas fibras na madeira, em substituição ao adesivo epóxi, normalmente utilizado. Foram efetuados ensaios de vigas de madeira reforçadas com polímeros, em modelo reduzido, e em protótipos, para diversas configurações de geometria e quantidade de fibras utilizadas. Os resultados obtidos indicam uma boa concordância entre os modelos teóricos para avaliar a resistência e a rigidez das vigas reforçadas, e os resultados experimentais, e a eficiência do reforço. Também foram conduzidos ensaios de tração em corpos-de-prova de fibras laminado com os adesivos, caracterizando a sua resistência e elasticidade e comparando o comportamento dos adesivos estudados. Os resultados indicaram o melhor comportamento do adesivo epóxi. / The necessity of rehabilitation and reinforcement in wood structures, concrete and steel demanded a search for more efficient methods that could to carry this paper. With this objectives several studies are using fibers reinforced polymers (FRP). These fibers which presenting better results in structural reinforcement for structural pieces of wood are the fibers of carbon and the glass fibers. This work has as objective studies the structural behavior of wood beams of national species reinforced with carbon fibers and with glass fibers, verifying the efficiency of this reinforcement and adapting calculation models for evaluation of the strength and stiffness of the reinforced beams, and also to verify the efficiency of a formulation of adhesives to the castor oil and of the adhesive Cascophen, for fixation of the respective fibers in the wood, in substitution the adhesive epoxy, usually used. Experimental work was made with wood beams reinforced with polymeric, in reduced model, and in prototypes, for several geometry configurations and amount of used fibers. The obtained results indicate a good agreement among the theoretical models to evaluate the strength and stiffness of the reinforced beams, and the experimental results, and the efficiency of the reinforcement. Traction rehearsals were also led in body-of-proof of fibers laminated with the adhesives, characterizing your strength and elasticity and comparing the behavior of the studied adhesives. The results indicated the best behavior of the adhesive epoxy.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 igor roberto.pdf: 4402324 bytes, checksum: 90ab88c1b2930e13110899ce104c62fc (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The work in hand deals with the experimental investigation of the mechanical, physical and chemical behavior of jute and malva fibers as well as the cementitious composites reinforced by those fibers. The composites were produced with a self-consolidating matrix free of ca1cium hydroxide. Long and unidirectional aligned fibers distributed in five layers were used as reinforcement. This arrangement resulted in a reinforcement ratio of 8%. The fibers were investigated by chemical analysis, thermogravimetry, microstructural observation and direct tensile tests. Direct tension, four point bending tests and microstructural observation were the techniques used to characterize the composites. The physical and mechanical results indicated that both fibers have properties adequate for being used as reinforcement in high performance composites. The newly developed fiber reinforced composites presented promising mechanical properties towards the development of semi-structural and structural elements. The composites reinforced with malva fibers presented mechanical resistance higher than those reinforced withjute (around 20% in the flexural and 10 % in the tensile strength). Both composites presented a multiple cracking behavior under bending and tensile loads. / No presente estudo foi realizado a investigação experimental das propriedades físico-mecânicas e também químicas das fibras de juta e malva assim como dos compósitos reforçados com as respectivas fibras vegetais. Em relação aos compósitos, estes foram produzidos com uma matriz auto-adensável e livre de hidróxido de cálcio. Os compósitos foram produzidos com o teor de 8% de fibras longas, alinhadas unidirecionalmente e distribuidas em 5 camadas, formando como produto final um compósito em formato de placas. Os principais ensaios utilizados para a caracterização das fibras foram análise química, termogravimetria, análise microestrutural e tração direta, enquanto para os compósitos foram análise microestrutural, tração direta e flexão em quatro pontos. Os ensaios físico-mecânicos apresentaram, tanto nas fibras de malva como nas fibras de juta, a possibilidade da aplicação destas fibras em compósitos de alta resistência. Os compósitos reforçados com ambas as fibras, apresentaram propriedades mecânicas promissoras no desenvolvimento de peças semi-estruturais e estruturais. Os compósitos reforçados com fibras de malva apresentaram resistência superior aos dos compósitos reforçados com fibras de juta (cerca de 20% na tração à flexão e 10% na tração direta). Ambos os compósitos apresentaram um comportamento de multipla fissuração tanto na flexão como na tração.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-14T13:49:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PerfisPolietilenoReciclado.pdf: 1144692 bytes, checksum: b7eee342a89f5d9ad7aafd2239d2b86f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-23T12:03:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PerfisPolietilenoReciclado.pdf: 1144692 bytes, checksum: b7eee342a89f5d9ad7aafd2239d2b86f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T12:03:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PerfisPolietilenoReciclado.pdf: 1144692 bytes, checksum: b7eee342a89f5d9ad7aafd2239d2b86f (MD5) Previous issue date: 2012 / Foram obtidos perfis tubulares porosos de polietileno (PE) e de polietileno/fibra de açaí (PE/PA) 80/20 extrudados a partir de partículas granuladas de polietileno de alta densidade reciclado de embalagens pós-consumo de 600 μm, e deste com fibra de açaí de 300 μm. Para o processamento das peças foi desenvolvida uma extrusora mono-rosca de bancada, com sistema mecânico acionado por um motor elétrico de ½ CV (0,37 kw) controlado por um inversor de freqüência, com canhões, roscas, matriz e sistema de aquecimento substituíveis. Para permitir uma visualização didática de condições de operação do equipamento de modo simplificado foram realizados testes com parafina em canhão de vidro variando-se a velocidade de rotação do parafuso e perfil de temperatura, ajustando vazão mássica e pressão na saída. Para a extrusão dos perfis porosos foram realizados ensaios reológicos de PE e PE/FA sendo selecionado rosca, barril e matriz de alumínio; rosca com passo de 9 mm e relação comprimento diâmetro (L/D) 22, composta de um elemento misturador e um elemento de flutuação na zona de controle de vazão; ângulo entre o filete e o eixo da rosca 17º, folga entre a rosca e o barril 0,15 mm; rotação de 1,3 rpm; aquecimento ao longo do canhão de 120ºC; matriz tubular com 21 mm de diâmetro interno e mandril de 19 mm de diâmetro externo. Os perfis PE e PE/FA apresentaram poros com diâmetros médios de 0,7 e 0,6 mm; densidade relativa à água a 28ºC de 0,77 e 0,73; módulo de elasticidade de 1,002 e 2,601 GPa e máximo inchamento aparente do extrudado de 100 e 80%. / Were obtained porous tubular profiles, polyethylene (PE) and polyethylene/fiber açai (PE/PA) 80/20 extruded from granulated particles of high-density polyethylene packaging recycled post-consumer 600 μm, and this with fiber açaí 300 μm. For parts processing was developed a mono-screw extruder bench, with System Mechanic powered by an electric motor of ½ HP (0.37 kw) controlled by a frequency inverter with cannons, bagels, array and replaceable heating system. To allow a preview of didactic equipment operating conditions so simplified were conducted tests with paraffin in glass ranging from Cannon-if the screw rotation speeds and temperature profile, adjusting mass flow and pressure in the output. For extrusion of profiles theological tests were conducted with porous of PE and PE/FA screw, barrel being selected and aluminum matrix; bagel with step 9 mm and length diameter ratio (L/D) 22, composed of an element mixer and a floating element in the zone of flow control; angle between the axis and thread screw 17 air gap between the screw and barrel 0.15 mm; 1.3 rpm rotation; heating along the cannon 120º C; tubular array with 21 mm internal diameter and Chuck 19 mm outside diameter. PE profiles and PE/FA showed average pore diameter 0.7 and 0.6 mm; specific gravity to water at a point 28º C 0.77 and 0.73; modulus GPa 1.002 and 2.601 and maximum apparent swelling of extruded 100 and 80%.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-11T14:14:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MaterialCompositoMatriz.pdf: 3287134 bytes, checksum: 7b7c1ee635985a997b7df99e008cd690 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-23T12:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MaterialCompositoMatriz.pdf: 3287134 bytes, checksum: 7b7c1ee635985a997b7df99e008cd690 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T12:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MaterialCompositoMatriz.pdf: 3287134 bytes, checksum: 7b7c1ee635985a997b7df99e008cd690 (MD5) Previous issue date: 2010 / Este estudo propõe avaliar o comportamento mecânico dos compósitos de matriz cimentícia reforçados com fibras de sisal e malva. Correlacionar o comportamento dos materiais com variação do tipo e do comprimento das fibras. O material base utilizado na fabricação do compósito foi cimento, areia, água e fibra de sisal e malva. Usou-se u traço 1 : 2 : 0,5 (cimento, areia e água), com adição de 1% de fibras em relação ao peso da mistura. As fibras foram previamente cortadas no comprimento de 15 mm e 25 mm e adicionadas manualmente à mistura. As correlações dos compósitos foram obtidos através do ensaio de flexão em três pontos, seguindo norma RILEM 49. As características micro-estruturais foram avaliadas através do uso do microscópio eletrônico de varredura.Os resultados obtidos indicam que a inserção de fibras na matriz cimentícia diminui a força máxima aplicada no corpo de prova, porém houve um ganho na tenacidade e na pseudo ductilidade do material após o aparecimento da 1ª trinca. As fibras mais longas mostraram melhor desempenho com um pequeno destaque às fibras de MALVA. / The purpose of this thesis is evaluate the mechanical behavior of cementitious matrix composites reinforced with sisal fibers and mauve, and correlate the material’s behavior with variations in the fibers types and lengths. The base material used in the manufacture of the composite was cement, sand, water and sisal fibers and mauve. It was used the trace 1: 2: 0,5 (cement, sand and water, respectively), with the addition of 1% in mass of fibers. The fibers had been previously cut in the length of 15mm e 25mm and manually added to the mix. The correlations of the composites were obtained by bending tests in three points, following the RILEM 49 norm. The micro-structural characteristics were evaluated with electron microscopy. The results show that the insertion of fibers in the cementitious matrix reduces the maximum force applied to the specimen, even tough there was an increase in the material toughness and pseudo-ductility after the appearance of the first fissure. The longest fibers demonstrated better performance with a small highlight on the mauve fibers.

La presente investigación determina la influencia de la fibra sintética de rafia en la resistencia a la compresión del concreto y fisuración por contracción plástica en losas aligeradas. Se utilizó el método científico con un diseño del tipo cuasi experimental con muestras de modo no probabilístico e intencional; teniendo a la fibra como una variable independiente clasificada por longitudes y dosis distintas; además de dos variables dependientes una de ellas la resistencia a la compresión del concreto y la otra fisuración por contracción plástica.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização de Telecomunicações, Eletrónica e Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012