Os materiais cimentícios são materiais frágeis que apresentam resistências à tração e capacidades de deformação muito baixas. Uma das formas de contornar a fragilidade destes materiais é a utilização de fibras curtas, descontínuas e dispersas. Um exemplo destes materiais cimentícios são os produzidos com fibras de vidro, comumente denominados pela sigla GRC. Apesar dos diversos avanços apresentados na tecnologia do GRC, ele ainda apresenta uma degradação significativa das suas propriedades ao longo do seu envelhecimento. Além disso, por ser um material que começou a ser produzido em escala industrial há pouco tempo no Brasil, há uma carência de pesquisas que caracterizem os GRCs produzidos com materiais locais. Portanto, esta pesquisa veio com o objetivo geral de avaliar o GRC produzido com fibras de vidro álcali-resistente (tipo AR) e com os materiais disponíveis comercialmente na cidade de Porto Alegre com relação as suas propriedades mecânicas e durabilidade. Mais especificamente, estudou-se a influência do tamanho das fibras (35mm e 17,5mm), da adição de sílica ativa (5%) e metacaulim (5%, 10% e 15%), da relação agregado/cimento (1,00 e 1,10) e da idade (28, 42, 49 e 56 dias). As propriedades estudadas foram: limite de proporcionalidade (PEL), módulo de ruptura (MOR), índices de tenacidade (I5, I10 e I30), módulo de elasticidade na flexão (MEF), absorção de água (ABS), massa especifica (MES) e porosidade aparente (PAP). Além disso, utilizou-se um método acelerado de ataque em água a 50°C, em diversos períodos de ataque (14, 21 e 28 dias), para estudar o efeito do envelhecimento nas propriedades mecânicas do GRC. Os resultados mostraram que, enquanto algumas propriedades são majoritariamente dependentes da matriz, outras são fundamentalmente dependentes das propriedades do reforço. Apesar do aumento das fibras provocar melhorias na resistência última e na capacidade de absorção de energia do material, ele também gera pertubação naquelas propriedades que as características da matriz são mais relevantes devido ao fato das fibras dificultarem o adensamento do GRC. Com o uso de elevados teores de metacaulim, os compósitos produzidos com fibras curtas apresentaram MOR e índices de tenacidade elevados (também obtidos com fibras longas), mantendo o efeito benéfico do uso deste tamanho de fibras nas propriedades que dependem mais das matrizes. As propriedades majoritariamente dependentes das características das fibras (MOR, I5, I10 e I30) se mostraram muito sensíveis ao ataque. Ademais, o uso das adições pozolânicas não se mostrou capaz de reter tais propriedades para os tempos estudados. / The cementitious materials are fragile materials that show low tensile strengths and low capacity of deformation. One way of dealing with the fragility of these materials is the utilization of short, discontinuous and disperse fibres. One of these cementitious materials is the one usually called by the term GRC. Despite the advances of the GRC technology, this material shows high degradation of its properties throughout the life cycle. Besides that, the fact of being a material which has recently been produced in Brazil on a industrial scale, there is an enormous lack on researches about GRC produced with local materials. Therefore, this research was envisioned with the main objective of evaluating the GRC properties produced with alkali-resistent glass fibres (AR type) and with materials commercially available in Porto Alegre, analyzing its mechanical properties and durability. Specifically, it studied the influence of fibre length (35 mm and 17,5 mm), of silica fume (5%) and metakaolin addition (5%, 10% and 15%), of aggregate/cement relation (1,00 and 1,10) and of the age (28, 42, 49 and 56 days). The measured properties were: proportional limit (PEL), modulus of rupture (MOR), toughness indexes (I5, I10 and I30), modulus of elasticity in bending (MEF), water absorption (ABS), bulk density (MES) and apparent porosity (PAP). In addition, the mechanicals properties of GRC under the effect of ageing (stored in water at 50°C to accelerate the ageing) were investigated where the test were carried out after 14, 21 and 28 days of the accelerated ageing. The results showed that while some properties are mainly influenced by the matrix properties (PEL, MEF, ABS, MES and PAP), others are basically dependent on the fiber reinforcement properties (MOR, I5, I10 and I30). Despite the fact that GRC produced with greater fibre length showed increases at MOR and in energy absorption capacity, it lead to losses of those properties that are mainly influenced by the matrix because it is more difficult to consolidate this GRC. Furthermore, the addition of high contents of metakaolin in composites produced with short fibres leads to MOR and toughness indexes to the higher levels found (gotten with long fibres), keeping the benefic effect of using short fibres at the properties that are basically function of the matrix properties. The MOR, I5, I10 and I30 decreased when the GRC suffer accelerated ageing. The results also showed that the use of pozzolanic additions wasn't able to retain the mechanical properties of GRC throughout time

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2593.pdf: 5313380 bytes, checksum: 073fdacdb6514d1a98b04d9653d9d20f (MD5) Previous issue date: 2009-06-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents a method of the long glass fiber reinforced PVC compound through incorporating continuous glass fibers with plasticized vinyl matrix prepared by wire coating process and pelletizing the coated roving (by cutting in the range 13 to 14 μm in length). The pellets (of long fiber glass incorporating in PVC) were mixed with granulated rigid PVC and this blend was fed directly into the injection-molding process machine. The direct injection molding in which composite parts are molded directly from the resin and reinforcement, eliminating the preliminary melt-compounding process - was achieved successfully. It was excellent because it reduced the number of processing steps that allowed cutting expenses, reduced the deterioration of the glass fibers length and reduced the possibility of PVC resins degradation happened. The vinyl composites long glass fiber reinforced PVC with 20 wt. %, exhibits excellent mechanical properties better than unreinforced rigid PVC. Its tensile modulus, flexural modulus and notched Charpy impact strength were twice that of unreinforced PVC even with the composites were formulated with a high quantity of plasticizer. The materials utilized to be compatibilizer (Vinisol OH e COOH) resulted in a moderately increased of tensile and flexural properties, moreover decreasing the notched Charpy impact strength of the vinyl composites. Therefore, they are not useful compatibilizer to PVC matrix based on balance of mechanical properties performance. All of the vinyl composites, formulated with or without compatibilizer, presented suitable dispersion of the glass fibers and good interfacial adhesion of fiber-matrix besides to be observed the presence of matrix adhered to the glass fiber s surface. In summary, long glass fiber reinforced PVC compound through incorporating by wire coating process was possible and it was created an innovating process of reinforcement into the vinyl area, in addition to the better mechanical properties achieved that allow PVC can be used in a unrecognized high-performance applications that was not possible before. / Neste trabalho foi desenvolvido um método para reforçar PVC rígido com fibras de vidro longas através da incorporação pelo processo de recobrimento da fibra de vidro contínua com um composto de PVC plastificado. Posteriormente o filamento foi picotado para a formação de grânulos de fibra de vidro, com fibras de vidro já incorporadas ao PVC, que foram misturados mecanicamente ao PVC rígido granulado para alimentação direta na máquina de transformação por moldagem. A moldagem por injeção direta foi realizada com sucesso não sendo necessária a compostagem prévia, o que foi considerado conveniente, pois reduziu as etapas de processamento da resina de PVC e que proporciona, possivelmente, redução de custos, redução da degradação do comprimento médio das fibras de vidro e diminuição da possibilidade de degradação da resina de PVC. O reforçamento do PVC rígido com 20% em massa de fibras de vidro longas de comprimento inicial entre 13 e 14 μm resultou em adequadas propriedades mecânicas, bem superiores ao PVC rígido não reforçado. Os módulos sob tração e sob flexão e a resistência ao impacto Charpy praticamente dobraram, mesmo os compósitos apresentando grande quantidade de plastificante em sua formulação. Os compostos utilizados como compatibilizantes, Vinisol OH e COOH, produziram resultados ligeiramente superiores sob tração e sob flexão e ligeiramente inferior na resistência ao impacto, tornando seu uso praticamente não apropriado no balanço de propriedades. Todos os compósitos, com e sem compatibilizante, apresentaram adequada dispersão das fibras de vidro e boa adesão fibra-matriz com a formação de interface aliada à presença de matriz aderida à superfície das fibras. De um modo geral o reforçamento do PVC com fibras de vidro longas apresentou um bom desempenho, na medida em que foi desenvolvido um processo de incorporação inovador para área de vinílicos, associado às boas propriedades mecânicas alcançadas que permitem ao PVC poder ser utilizado em outras aplicações não antes possíveis, como em aplicações de peças técnicas de engenharia.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Retido.pdf: 19733 bytes, checksum: 6aad255badc436a06364517de2344ab6 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Recently, intensive studies have been conducted with biomaterials aiming their application as synthetic grafts for reparation and maintenance of bones, teeth and cartilage tissues that have been damaged or lost due to trauma or disease. However, only limited groups of materials are biologically acceptable to the human body as substituents or repairing agents of soft and hard tissues. Bioactive glasses have been studied and used as synthetic grafts in clinical cases for about 30 years, and some of them can interact perfectly with body tissues. Nevertheless, their use is still restricted due to their fragility and the limitation of commercially available forms such as powder, granules or rigid scaffolds. Therefore, a research for a process to obtain fibers and meshes is promising, as this new format could expand the spectrum of clinical use of this biomaterial. Thus, this project intended to acquire highly bioactive glass fibers and, therefore, to develop meshes that can be applied both in medical and dental surgical procedures. For that purpose, new bioactive vitreous compositions were studied and developed with the following characteristics: fast interaction with body fluids to promote rapid regeneration process, this property was analyzed in vitro using SBF-K9 solution, and also reduced tendency to devitrify during its processing as fibers, as the crystallization hinders or even prevents one to obtain the fibers, and affect their mechanical strength. Using differential scanning calorimetry analysis (DSC) the compositions more suited to the downdrawing process were selected and from them it was possible to obtain continuous fibers with uniform diameter using the fiber drawing machine located at the Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV - UFSCar). / Intensivos estudos têm sido realizados nas últimas duas décadas buscando a aplicação de biomateriais como enxertos sintéticos visando à reparação e manutenção de ossos, dentes e cartilagens danificados ou perdidos devido a traumas ou processos patológicos. No entanto, somente classes restritas de materiais são biologicamente aceitos pelo corpo humano como substituintes e/ou agentes reparadores dos tecidos moles e duros. Os vidros bioativos vêm sendo estudados e utilizados como enxertos sintéticos nestes casos clínicos a cerca de 30 anos, e alguns deles conseguem uma excelente interação com tecidos corpóreos. Entretanto, sua utilização ainda é restrita devido à sua fragilidade e também à limitação de suas formas disponibilizadas comercialmente, como pó, granulado ou scaffolds rígidos. Portanto, a busca de um processo para a formação de fibras e mantas se apresenta bastante promissora, já que este novo formato poderia expandir o espectro de utilização clínica deste biomaterial. Assim, este projeto teve como objetivo obter fibras de vidros altamente bioativas e, por conseguinte, desenvolver mantas que poderão ser aplicadas tanto em procedimentos cirúrgicos médicos quanto odontológicos. Para tanto, foram estudadas e desenvolvidas novas composições vítreas bioativas que possuem as seguintes características: rápida interação com os fluidos corpóreos para promoção acelerada do processo de regeneração, sendo esta característica analisada in vitro com solução de SBF-K9, mínima tendência de cristalização durante seu processamento em fibras, já que isto dificulta e até pode impedir a obtenção das mesmas e interferir na resistência mecânica do produto final. Por meio de ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC) as composições mais adaptadas a esse processo foram selecionadas, e a partir destas foi possível obter fibras contínuas e de diâmetro controlado, visto que se utilizou o processo de downdrawing com a máquina de puxamento de fibras localizada no Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV - UFSCar).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-01Bitstream added on 2014-06-13T18:52:28Z : No. of bitstreams: 1 baggio_a_me_botfca.pdf: 559829 bytes, checksum: e12ab3a17570794b47bb229f375ebfb5 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Nesta pesquisa estudou-se o aproveitamento dos resíduos de compósitos a base de resina poliéster insaturado e fibra de vidro provenientes dos processos de transformação: Moldagem por contato manual Hand lay-up, moldagem por projeção simultânea Spray-up e moldagem por injeção de resina Resin Transfer Moulding - RTM. As rebarbas de compósitos, oriundas das empresas transformadoras, são descartadas como lixo em aterros industriais ou clandestinos e levam décadas para se degradarem, poluindo, desta forma, o meio ambiente. A utilização destes resíduos pode conduzir ao desenvolvimento de uma nova tecnologia competitiva e sustentável. Este trabalho propõe a moagem e micronização das rebarbas de compósitos dando origem a um pó fino, contendo resina mais vidro, e substituição da carga mineral (calcita - CaCO3), tradicionalmente utilizada no processo RTM, por este pó, denominado pó de rebarba de compósito a base de resina poliéster e fibra de vidro. Confeccionaram-se placas de ensaios variando o tipo de carga, entre calcita e pó de rebarba, e a porcentagem em peso da carga na mistura com a resina. Em corpos-de-prova retirados das placas foram realizados ensaios de resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto e dureza. Complementarmente, foram realizados ensaios de densidade aparente das cargas, viscosidade da mistura, contração linear, exame microscópico e ensaio prático operacional, contribuindo para avaliar a proposta apresentada. Os resultados obtidos mostraram, que em alguns casos, ocorreram variações de propriedades. Em contrapartida expressaram-se fatores limitantes como por exemplo a viscosidade da mistura contendo pó de rebarba. Entretanto, pode-se afirmar que, tanto tecnicamente quanto operacionalmente, é possível a substituição do pó de calcita pelo pó de rebarba de compósito no processo de moldagem por injeção... / In this research the exploitation of the residues of composites was studied the resin polyester not saturated and fiber glass proceeding from the transformation processes: Molding for manual contact Hand lay-up, molding for simultaneous projection Spray-up and molding for resin injection Resin Transfer Moulding - RTM. The barbs of composites, deriving of the transforming companies, they are discarded as garbage in appropriate or clandestine places and take decades to be degraded, contaminating, of this form, the environment. The use it of these residues can lead to the development of a new competitive and sustainable technology. This work considers the milling and particle's formation of the barbs of composites giving origin to a fine dust, contend resin more glass, e substitution of the mineral load (calcite - CaCO3) traditionally used in process RTM for this dust, called dust of composite barb the resin base polyester and fiber glass. Plates of assays had been confectioned varying the type of load, between calcite and dust of barb, e the percentage in weight of the load in the mixture with the resin. In body-of-test removed of the plates assays of tensile strenght had been carried through, resistance to the flexion, resistance to the impact and hardness. Complementarily, assays of apparent density of loads had been carried through, viscosity of the mixture, linear contraction, microscopical examination and operational practical assay, contributing to evaluate the proposal presented. The gotten results had shown, that in some cases, had occurred variations of properties. On the other hand limitantes factors had been expressed as for example the viscosity of the mixture contends barb dust...(Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Alcides Lopes Leão / Banca: Adriano Wagner Ballarin / Banca: José Augusto Marcondes Agnelli / Resumo: Nesta pesquisa estudou-se o aproveitamento dos resíduos de compósitos a base de resina poliéster insaturado e fibra de vidro provenientes dos processos de transformação: Moldagem por contato manual "Hand lay-up", moldagem por projeção simultânea "Spray-up" e moldagem por injeção de resina "Resin Transfer Moulding - RTM". As rebarbas de compósitos, oriundas das empresas transformadoras, são descartadas como lixo em aterros industriais ou clandestinos e levam décadas para se degradarem, poluindo, desta forma, o meio ambiente. A utilização destes resíduos pode conduzir ao desenvolvimento de uma nova tecnologia competitiva e sustentável. Este trabalho propõe a moagem e micronização das rebarbas de compósitos dando origem a um pó fino, contendo resina mais vidro, e substituição da carga mineral (calcita - CaCO3), tradicionalmente utilizada no processo RTM, por este pó, denominado pó de rebarba de compósito a base de resina poliéster e fibra de vidro. Confeccionaram-se placas de ensaios variando o tipo de carga, entre calcita e pó de rebarba, e a porcentagem em peso da carga na mistura com a resina. Em corpos-de-prova retirados das placas foram realizados ensaios de resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto e dureza. Complementarmente, foram realizados ensaios de densidade aparente das cargas, viscosidade da mistura, contração linear, exame microscópico e ensaio prático operacional, contribuindo para avaliar a proposta apresentada. Os resultados obtidos mostraram, que em alguns casos, ocorreram variações de propriedades. Em contrapartida expressaram-se fatores limitantes como por exemplo a viscosidade da mistura contendo pó de rebarba. Entretanto, pode-se afirmar que, tanto tecnicamente quanto operacionalmente, é possível a substituição do pó de calcita pelo pó de rebarba de compósito no processo de moldagem por injeção...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this research the exploitation of the residues of composites was studied the resin polyester not saturated and fiber glass proceeding from the transformation processes: Molding for manual contact "Hand lay-up", molding for simultaneous projection "Spray-up" and molding for resin injection "Resin Transfer Moulding - RTM". The barbs of composites, deriving of the transforming companies, they are discarded as garbage in appropriate or clandestine places and take decades to be degraded, contaminating, of this form, the environment. The use it of these residues can lead to the development of a new competitive and sustainable technology. This work considers the milling and particle's formation of the barbs of composites giving origin to a fine dust, contend resin more glass, e substitution of the mineral load (calcite - CaCO3) traditionally used in process RTM for this dust, called dust of composite barb the resin base polyester and fiber glass. Plates of assays had been confectioned varying the type of load, between calcite and dust of barb, e the percentage in weight of the load in the mixture with the resin. In body-of-test removed of the plates assays of tensile strenght had been carried through, resistance to the flexion, resistance to the impact and hardness. Complementarily, assays of apparent density of loads had been carried through, viscosity of the mixture, linear contraction, microscopical examination and operational practical assay, contributing to evaluate the proposal presented. The gotten results had shown, that in some cases, had occurred variations of properties. On the other hand limitantes factors had been expressed as for example the viscosity of the mixture contends barb dust...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Luis Rogerio de Oliveira Hein / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: José Maria Fernandes Marlet / Resumo: O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características como: elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos problemas principais de utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que a técnica de soldagem por resistência elétrica é um dos processos mais promissores para união de compósitos, por ser um método rápido e por necessitar de pouca preparação de superfície. Este trabalho tem como objetivo avaliar os melhores parâmetros de soldagem por resistência elétrica para laminados de PPS (poli(sulfeto de fenileno)) reforçados com fibras contínuas (vidro e carbono) e híbrido com aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, são avaliados os parâmetros mais adequados quanto ao tempo, corrente elétrica e pressão a serem utilizados no processo de soldagem. A caracterização dos materiais soldados é realizada por meio de ensaios mecânicos (lap shear), análises térmicas (DMA e TMA) e análise morfológica (microscopias óptica e eletrônica de varredura). Com a utilização do planejamento de experimentos, foi encontrado o melhor valor da variável resposta para cada laminado estudado, e desse modo a melhor combinação dos parâmetros de soldagem, sendo para o PPS/fibras de carbono (37,0A, 3,0MPa, 50,0s), para o PPS/fibras de vidro (32,0A, 1,85MPa, 175,0s) e para o laminado híbrido (38,5ª, 3,0MPa, 50,0s). Com relação à temperatura de transição vítrea dos compósitos, esta não foi afetada significativamente pelo processo de soldagem, viabilizando o método de soldagem estudado para a integração de componentes aeronáuticos / Abstract: The technology improvement of advanced polymeric composites has as one of its functions the junction of materials that present unique properties such as high strength and stiffness allied with low density. One of the major problems of using polymer composites in structural application consists in the effective joint for integrating components. In this behalf, recent studies demonstrate that the technique of electrical resistance welding is one of the most promising for bonding composites, as a rapid method because it does not require much surface preparation. This work aims to evaluate the more appropriate parameters of electrical resistance welding for PPS (poly (phenylene sulfide)) laminates reinforced with fabric continuous fibers (glass and carbon) designed for aeronautical applications. For this purpose, the parameters will be evaluated leading into account time, electric current and pressure to be used in the welding process. The welded material characterization will be accomplished through mechanical testing (lap shear), thermal (DMA and TMA) and morphological analysis (using optical and scanning electron microscopes). Through the procedure of design of experiments, it was found the best value of the response variable for each laminate studied here, and thus the best combination of welding parameters, being for the PPS/carbon fibers (37.0 A, 3.0 MPa, 50.0s) for the PPS/glass fibers (32.0 A, 1.85 MPa, 175.0 s) and the hybrid laminate (38.5 A, 3.0 MPa, 50.0 s). In relation to the glass transition temperature of these composites, this was not significantly affected by the welding process, enabling the welding method for studying the integration of aeronautical components / Mestre

Materiais compósitos são geralmente utilizados por apresentarem boa versatilidade para o design de novos produtos, baixa massa específica e resistência mecânica compatível com várias aplicações estruturais. No entanto, eles têm trazido preocupações relativas à disposição final no ambiente pelo desconhecimento de seu desempenho com o passar do tempo. A previsão das propriedades é dificultada se este material estiver sujeito a um carregamento combinado ao envelhecimento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o envelhecimento de materiais compósitos poliméricos unidirecionais vidro/epóxi moldado pelo processo de Moldagem por Transferência de Resina (RTM) comparando as propriedades obtidas nos ensaios mecânicos antes e após envelhecimento higrotérmico em baixa e alta temperatura, associado ou não a um carregamento mecânico em flexão. Também foram estudadas as propriedades mecânicas do compósito somente sujeito ao carregamento mecânico. Basicamente, este trabalho foi dividido em três etapas: Na primeira parte foi analisado o envelhecimento higrotérmico a 50 °C e 80 °C (este último mais prejudicial às propriedades mecânicas analisadas); em seguida somente carregamento mecânico continuoem flexão e posteriormenteexposição ao envelhecimento em água combinando temperatura (80 °C) × esforço mecânico. Nas três etapas observou-se que as propriedades do laminado orientado em 0° apresentaram um maior declínio. De um modo geral a redução das propriedades mecânicas só com carregamento mecânico foi inferior ao envelhecimento higrotérmico na temperatura de 80 °C, e na exposição à água a 80 °C mais o carregamento em flexão a redução das propriedades foi mais acentuada. Ao analisar os resultados das três etapas verificou-se que a resistência short-beam, a resistência à tração e a resistência à compressão foram às propriedades que tiveram mais influência nas condições de envelhecimento citadas. Assim, posteriormente foi realizada uma análise comparativa para ver se a redução da propriedade em relação ao compósito padrão era a mesma se estudássemos os fatores separados ou junto. Conclui-se então que há necessidade de estudar envelhecimento combinado devido à grande diferença entre a soma dos envelhecimentos isolados ao se comparar com o combinado. / Composite materials are generally used because they present good versatility for new product design, low specific mass and mechanical strength compatible with various structural applications. However, they have raised concerns about the ultimate disposal of this type of material in the environment, or the unfamiliarity of its performance over time. The prediction of properties is difficult if this material is subjected to a combined loading in the aging. In this context, the objective of this work is to analyze the aging of glass / epoxy unidirectional polymeric composites molded by the Resin Transfer Molding (RTM) process comparing the properties obtained in mechanical tests before and after the hygrothermal aging, in low and high temperature, associated or not to a bending mechanical loading. Basically, this work was divided into three stages, the analysis of the hygrothermal aging at 50 ° C and 80 ° C (the latter was more harmful to the analyzed mechanical properties),continuous bending mechanical loading, and at last exposure to aging in water by combining temperature (80° C) × mechanical loading. In the three stages, it was observed that the properties of the 0 ° oriented laminate showed a larger decline. In general, the reduction of the mechanical properties with only mechanical loading was inferior to the hygrothermal aging at the temperature of 80 ° C, and the reduction of the properties was more accentuated withthe exposure to water to 80° C plus bending loading. After analyzing the results, the need of studying combined aging was justified because of the large difference between the sum of the isolated aging when compared to the combined one.Analyzing the results of the three steps, the properties that had more influence on the conditions of aging were the short-beam, tensile and compressive strength. Subsequently, a comparative analysis was carried out to see if the reduction of the property in relation to the composite pattern was the same for the factorsstudied separatelyand together. It was concluded that there is a need to study combined aging due to the large difference between the sum of the aging properties studied in isolation when compared to those studied jointly.

A adoção de materiais compósitos pela indústria de petróleo e gás vem ocorrendo de forma gradual, e ainda encontra certa resistência devido à novidade de sua aplicação em projetos mecânicos do setor, e da menor confiabilidade que possuem em relação a metais. A sua implementação em maiores escalas depende também do desenvolvimento de métodos de inspeção e monitoramento de integridade estrutural. Em paralelo a isso, sistemas de varredura de tubulações baseados em ondas guiadas ultrassônicas vêm ganhando espaço devido à sua capacidade de inspecionar toda a seção de trechos extensos de uma tubulação metálica. Baseado nestas duas premissas, este trabalho tem como objetivo apresentar estudos visando o desenvolvimento de uma metodologia que seja capaz de obter as propriedades elásticas de um meio e obter as características de propagação das ondas mecânicas, cobrindo uma metodologia para obtenção das propriedades elásticas baseados em ensaios ultrassônicos, um método de otimização baseado em propriedades vibracionais e por fim, confrontando dados provenientes de modelos em elementos finitos com resultados experimentais e aproximações teóricas. Como resultados espera-se gerar informações necessárias para que possa-se compreender os mecanismo de propagação das ondas elásticas, pois é ele que permitirá a obtenção de informações a respeito dos defeitos presentes na estrutura analisada ou ainda utilizar as informações de dispersão em função da frequência e em função da direção para localização de fontes acústicas em meios ortotrópicos, sendo o conhecimento das propriedades de fase e energia das ondas em tais materiais de fundamental importância para a plena exploração do seu potencial de inspeção e monitoramento. / The adoption of new materials by the oil and gas industry has been occurring gradually and still finds some resistance due to the novelty of their application in mechanical design and their lower reliability compared to metals. The usage in large scales also depends on the development of inspection methods and structure health monitoring. In a parallel way, systems that scan pipes using mechanical guided waves have gained space because of their ability to inspect the section of large excerpts of an metallic pipe. Based on these two assumptions, this work aims to study the development of a methodology that is able to obtain the elastic properties of a medium and obtain mechanical characteristics through propagation of the stress waves in it. For this, a method to obtain elastic properties based on ultrasonic testing, a optimization method was based on vibrational properties, and comparison of to data from finite element models with experimental results and theoretical approaches were used. The results are expected to generate information needed for understand the mechanism of propagation of elastic waves, needed to obtain information about defects present in the structure or using information of angular or frequency dispersion for localizing acoustic sources in orthotropic media. As knowledge of the properties of the phase and energy waves propagation in such material are crucial for the full exploitation of inspection and monitoring.

Polipropileno (PP) é um termoplástico com ótimo balanço de propriedades, baixo custo e largo espectro de aplicações. Seu uso como material de engenharia é limitado pelos seus valores relativamente baixos de propriedades mecânicas. A adição de reforço ao PP melhora suas propriedades termomecânicas, tornando-o adequado para fabricação de peças de engenharia como composto termoplástico. Fibra de vidro (FV) é o reforço mais empregado em compostos de PP devido a maior resistência mecânica específica gerada no PP e por atuar como agente nucleante. Devido à diferença entre as naturezas das ligações secundárias, há pouca afinidade química entre PP-FV, sendo necessária a modificação interfacial através de agentes de acoplamento poliméricos (AA) para melhorar o desempenho termomecânico deste composto. Averiguou-se neste trabalho a influência de dois AA, um à base de PP e outro à base de EPDM, ambos graftizados com anidrido maleico (PAM e EAM, respectivamente), no comportamento térmico do composto PP∕FV. Os compostos PP30FV-AA foram preparados em extrusora dupla rosca ZSK 26, e posteriormente injetados em uma injetora Airburg para obtenção de corpos de prova utilizando teor fixo de 30% FV e teores de 0,5∕1,0∕2,0% AA. O PP e seus compostos foram caracterizados via microscopia óptica acoplada à placa Hot Stage, cristalização isotérmica e não isotérmica por calorimetria (DSC), resistência à deflexão térmica (HDT), morfologia da fratura (MEV) e comportamento viscoelástico (DMA) para analisar a influência do AA e da FV. Os resultados obtidos foram avaliados estatisticamente via metodologia ANOVA (Analysis of Variance). O efeito sinérgico FV-AA na cristalização isotérmica do PP foi dependente da combinação temperatura-natureza-teor de AA, sendo a temperatura o fator preponderante. A interação interfacial entre a matriz- reforço foi substancialmente favorecida pelo PAM. O uso de EAM retardou a cristalização do PP, enquanto que o PAM favoreceu este processo. Constatou-se que o AA teve pouca influência no tempo de meia-vida de cristalização nas menores isotermas e, para isotermas mais próximas à fusão do PP, o PAM apresentou menores valores deste parâmetro. Os valores de deflexão térmica foram semelhantes para todas as formulações contendo PAM, enquanto que a adição de EAM decresceu esta propriedade. Em temperaturas inferiores à transição vítrea (Tg) do PP, todos os compostos com AA apresentaram menor módulo elástico em relação ao composto puro; em temperaturas superiores à Tg, o PAM favoreceu aumentou esta propriedade na faixa de temperatura em que o composto usualmente é utilizado. / Polypropylene (PP) features by its properties balance, price and large array of applications. However, its use as engineering component is limited by relative low mechanical properties. PP reinforcement improves its thermomechanical properties, turning it into suitable to produce engineering components as a reinforced thermoplastic composite. Glass fiber (GF) is the most usual reinforce utilized in PP due to its great specific mechanical strength elastic modulus and nucleation capability. In reason of different secondary bonds between PP and GF, it is mandatory to modify the interface between these domains through polymeric coupling agents (CA) to improve thermomechanical performance. It was evaluated the influence of two CA based on PP and EPDM grafted with maleic anhydride (PAM and EAM) on thermal behavior of PP∕GF composite. PP30GF-CA composites were prepared in a twin screw extrusor ZSK 26 and injected in an injector Airburg with fixed GF content (30%) and different CA contents (0.5∕1.0∕2.0%). PP and PP composites were analyzed by optical microscopy with Hot Stage, isothermal and non-isothermal crystallization (DSC), as well as viscoelastic behavior. The results were statistically evaluated by ANOVA (Analysis of Variance) methodology. The synergic role between GF∕CA in PP crystallization was dependent on temperature-nature-CA content, mainly influenced by temperature. Interfacial adhesion was mainly favored by PAM. The results pointed a possible PP isotherm crystallization retardant by EAM, whereas PAM significantly favored this same process. CA presence in PP30GF composite did not influence crystallization half-life time values in lower isotherms, while in isotherms near PP melting temperature, PAM considerably decreased this parameter. Deflection thermal values were not affected by PAM, while EAM decreased this property in whole formulations. CA did not improved PP∕GF elastic modulus below PP glass transition (Tg), while in temperatures above Tg, PAM improved PP-GF this same parameter.

Os materiais cimentícios são materiais frágeis que apresentam resistências à tração e capacidades de deformação muito baixas. Uma das formas de contornar a fragilidade destes materiais é a utilização de fibras curtas, descontínuas e dispersas. Um exemplo destes materiais cimentícios são os produzidos com fibras de vidro, comumente denominados pela sigla GRC. Apesar dos diversos avanços apresentados na tecnologia do GRC, ele ainda apresenta uma degradação significativa das suas propriedades ao longo do seu envelhecimento. Além disso, por ser um material que começou a ser produzido em escala industrial há pouco tempo no Brasil, há uma carência de pesquisas que caracterizem os GRCs produzidos com materiais locais. Portanto, esta pesquisa veio com o objetivo geral de avaliar o GRC produzido com fibras de vidro álcali-resistente (tipo AR) e com os materiais disponíveis comercialmente na cidade de Porto Alegre com relação as suas propriedades mecânicas e durabilidade. Mais especificamente, estudou-se a influência do tamanho das fibras (35mm e 17,5mm), da adição de sílica ativa (5%) e metacaulim (5%, 10% e 15%), da relação agregado/cimento (1,00 e 1,10) e da idade (28, 42, 49 e 56 dias). As propriedades estudadas foram: limite de proporcionalidade (PEL), módulo de ruptura (MOR), índices de tenacidade (I5, I10 e I30), módulo de elasticidade na flexão (MEF), absorção de água (ABS), massa especifica (MES) e porosidade aparente (PAP). Além disso, utilizou-se um método acelerado de ataque em água a 50°C, em diversos períodos de ataque (14, 21 e 28 dias), para estudar o efeito do envelhecimento nas propriedades mecânicas do GRC. Os resultados mostraram que, enquanto algumas propriedades são majoritariamente dependentes da matriz, outras são fundamentalmente dependentes das propriedades do reforço. Apesar do aumento das fibras provocar melhorias na resistência última e na capacidade de absorção de energia do material, ele também gera pertubação naquelas propriedades que as características da matriz são mais relevantes devido ao fato das fibras dificultarem o adensamento do GRC. Com o uso de elevados teores de metacaulim, os compósitos produzidos com fibras curtas apresentaram MOR e índices de tenacidade elevados (também obtidos com fibras longas), mantendo o efeito benéfico do uso deste tamanho de fibras nas propriedades que dependem mais das matrizes. As propriedades majoritariamente dependentes das características das fibras (MOR, I5, I10 e I30) se mostraram muito sensíveis ao ataque. Ademais, o uso das adições pozolânicas não se mostrou capaz de reter tais propriedades para os tempos estudados. / The cementitious materials are fragile materials that show low tensile strengths and low capacity of deformation. One way of dealing with the fragility of these materials is the utilization of short, discontinuous and disperse fibres. One of these cementitious materials is the one usually called by the term GRC. Despite the advances of the GRC technology, this material shows high degradation of its properties throughout the life cycle. Besides that, the fact of being a material which has recently been produced in Brazil on a industrial scale, there is an enormous lack on researches about GRC produced with local materials. Therefore, this research was envisioned with the main objective of evaluating the GRC properties produced with alkali-resistent glass fibres (AR type) and with materials commercially available in Porto Alegre, analyzing its mechanical properties and durability. Specifically, it studied the influence of fibre length (35 mm and 17,5 mm), of silica fume (5%) and metakaolin addition (5%, 10% and 15%), of aggregate/cement relation (1,00 and 1,10) and of the age (28, 42, 49 and 56 days). The measured properties were: proportional limit (PEL), modulus of rupture (MOR), toughness indexes (I5, I10 and I30), modulus of elasticity in bending (MEF), water absorption (ABS), bulk density (MES) and apparent porosity (PAP). In addition, the mechanicals properties of GRC under the effect of ageing (stored in water at 50°C to accelerate the ageing) were investigated where the test were carried out after 14, 21 and 28 days of the accelerated ageing. The results showed that while some properties are mainly influenced by the matrix properties (PEL, MEF, ABS, MES and PAP), others are basically dependent on the fiber reinforcement properties (MOR, I5, I10 and I30). Despite the fact that GRC produced with greater fibre length showed increases at MOR and in energy absorption capacity, it lead to losses of those properties that are mainly influenced by the matrix because it is more difficult to consolidate this GRC. Furthermore, the addition of high contents of metakaolin in composites produced with short fibres leads to MOR and toughness indexes to the higher levels found (gotten with long fibres), keeping the benefic effect of using short fibres at the properties that are basically function of the matrix properties. The MOR, I5, I10 and I30 decreased when the GRC suffer accelerated ageing. The results also showed that the use of pozzolanic additions wasn't able to retain the mechanical properties of GRC throughout time