A utilização de Polímeros Reforçados com Fibras (PRF) no reforço de estruturas de concreto armado começou a ser investigada na década de 70 e se consolidou como uma atraente alternativa para utilização em obras civis, principalmente em casos onde ambientes agressivos impedem a utilização de materiais susceptíveis à corrosão, como o aço. Com o passar dos anos, diferentes técnicas de reforço que utilizam sistemas PRF formados com fibras de carbono envolvidas em matriz epoxídica (PRFC) têm sido aplicadas a estruturas que necessitam aumentar recuperar sua capacidade resistente. Apesar dos bons resultados obtidos e das vantagens associadas a estas técnicas, estudos experimentais mostram que a ruptura das estruturas reforçadas freqüentemente acontece de forma prematura, sem o esgotamento da capacidade resistente do PRFC. Apesar dos inúmeros desenvolvimentos positivos referentes à utilização de PRFC em estruturas civis, considera-se que existem diversas possibilidades de avanço, ainda pouco exploradas, que podem favorecer uma utilização mais eficiente, segura e racional dos sistemas PRF. Sendo assim, o principal objetivo deste trabalho é estudar a potencialidade e eficiência de algumas alternativas de emprego da técnica de reforço por colagem de PRF, com análise dos efeitos de variação dos materiais e utilização da técnica de protensão. O programa experimental foi dividido em duas etapas: A primeira, com o objetivo de comparar o desempenho de vigas reforçadas à flexão com fibras carbono, vidro e aramida, foi analisada através de ensaios à flexão com carregamento estático. A segunda, com objetivo de analisar a eficiência da técnica de protensão de compósitos laminados, foi analisada através de ensaios à flexão com carregamento estático e cíclico. Os resultados experimentais foram também comparados com os dados obtidos através de um modelo analítico que considera um comportamento tri-linear para as curvas momento versus curvatura. Os dados obtidos possibilitaram a análise das qualidades e fraquezas dos sistemas de reforço estudados, permitindo que se indique a melhor solução de acordo com as condições as quais a estrutura está submetida. / The use of Fiber Reinforced Polymers (FRP) to post-strengthen concrete structures started to be investigated in the mid-1970s and today is recognized as an attractive technique to be used in civil structures, especially when aggressive environments prevent the use of materials that are susceptible to corrosion, such as steel. Different FPR post-strengthening techniques have been developed and applied in existing structures aiming to increase their load capacity. Most of the FRP systems used nowadays consist of carbon fibers embedded in epoxy matrices (CFRP). Regardless of the advantages and the good results shown by the CFRP poststrengthen technique, experimental studies show that, in most cases, the failure of poststrengthened structures is premature. It means that, in such cases, only a small part of the high strength offered by carbon fibers is used. Despite the positive developments regarding the use of FRP in civil structures, some new possibilities are being considered to provide a more efficient, safe and rational use of FRP systems. The main purpose of this thesis is to analyze the effects of the fiber type replacement and the composite prestressing in the performance of the FRP post strengthening technique. The experimental program was organized in two stages. The objective of the first stage is to compare the behavior of reinforced concrete beams post-strengthened with Carbon, Aramid and Glass Fiber Reinforced Polymers (CFRP, AFRP, GFRP) subjected to static loading tests. The objective of the second stage is to analyze the efficiency of the FRP post-tensioning technique applied to reinforced concrete slabs by means of cyclic and static loading tests. Experimental results were also compared to the ones obtained through an analytical model that considers a tri-linear behavior for moment versus curvature curves. These experimental results allow the analysis of the quality and shortcomings of post-strengthen systems studied and make possible the identification of the more suitable post-strengthening solution to each circumstance.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-01-15T14:10:31Z No. of bitstreams: 1 2011_KalianaCristinaSantosSales.pdf: 3130244 bytes, checksum: 28cb32eaebfbf11885a1d6ea2652852a (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-01-22T11:41:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_KalianaCristinaSantosSales.pdf: 3130244 bytes, checksum: 28cb32eaebfbf11885a1d6ea2652852a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-22T11:41:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_KalianaCristinaSantosSales.pdf: 3130244 bytes, checksum: 28cb32eaebfbf11885a1d6ea2652852a (MD5) / A utilização de solos finos, mesmo os mais laterizados, muitas vezes não apresenta um comportamento necessário ao bom desempenho das estruturas de pavimento. Uma solução apresentada para a melhoria da resistência a tração do solo é a inclusão de fibras sintéticas ou vegetais. A incorporação de fibras pode ser considerada uma boa técnica de melhoria, dependendo da interação entre o solo e as fibras. Esta pesquisa propõe a realização de uma análise da melhoria do comportamento de uma argila profundamente intemperizada submetida a uma correção textural, para uso em estruturas de pavimento, através da inclusão de fibra natural (cabelo humano), substituindo o uso de fibras sintéticas ou vegetais. Para caracterização das fibras avaliou-se a geometria das fibras, o teor de umidade, a massa específica, seu índice de absorção e a resistência a tração. A produção das misturas de solo, areia e fibra foram compactadas em equipamento miniatura e submetidas a ensaios de sucção, mini-CBR, resistência a tração por compressão diametral, resistência a compressão simples e modulo resiliente. De uma forma geral a pesquisa permitiu avaliar que a adição da fibra natural utilizada como elemento de reforço para os solos tropicais corrigidos texturalmente, aumentou significativamente a resistência a tração dos solos, podendo estas misturas serem utilizadas em camadas de pavimentos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of fine soil, even the most lateritics, often does not present a behavior necessary for the good performance of pavement structures. One solution proposed to improve the tensile strength of soil is the inclusion of synthetic or vegetable fibers. The incorporation of fibers can be considered a good technique of improvement, depending of the interaction between the soil and the fibers. This research proposes the realization of an analysis of the performance improvement of deeply weathered clay submitted to a correct texture for use in pavement structures, through the inclusion of human hair, natural fiber, replacing the use of synthetic or vegetable fibers. For characterization of fibers was evaluate the geometry of the fiber, moisture content, density, absorption rate and the tensile strength. The production of mixtures of soil, sand and fiber have been compacted in the miniature equipment and submitted to test suction, mini-CBR, tensile strength by diametrical compression, resistance to simple compression and module resilient. In general, the research allowed to evaluate the addition of natural fiber used as reinforcement element for tropical soils texturally corrected, increased significantly the tensile strength of the soils, these mixtures can be used in layers of pavements.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-03-27T11:18:55Z No. of bitstreams: 1 2013_WanderleyGustavoNicacio.pdf: 10752397 bytes, checksum: ce82c2ce66dbcae541cfa5ded50a6bb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-03-27T15:56:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_WanderleyGustavoNicacio.pdf: 10752397 bytes, checksum: ce82c2ce66dbcae541cfa5ded50a6bb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-27T15:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_WanderleyGustavoNicacio.pdf: 10752397 bytes, checksum: ce82c2ce66dbcae541cfa5ded50a6bb0 (MD5) / Esta pesquisa avalia experimentalmente o comportamento da ligação laje-pilar, num sistema de lajes lisas de concreto armado, localizadas internamente à edificação e submetidas a carregamento simétrico, reforçadas ao cisalhamento com polímeros de fibra de carbono (PRFC). O método de reforço consiste em se aplicar a manta de PRFC como elemento resistente ao cisalhamento, por meio de sua colagem através de furos perpendiculares ao plano da laje. Neste estudo experimental, foram realizados oito modelos de lajes lisas com dimensões de 2500 x 2500 mm de comprimento, altura nominal de 180 mm, pilares quadrados centrados com dimensão de 300 mm e mesma taxa da armadura, variando-se: a técnica de reforço, distribuição dos furos, número e área de reforço por camada. A manta de PRFC foi aplicada com a adaptação da técnica Dowel, similar a armaduras do tipo pino, e por meio da técnica Stitch que se assemelha a estribos fechados. Os resultados dos ensaios foram analisados quanto a deslocamentos verticais, deformação específica no concreto, no aço e na armadura de cisalhamento, carga, fissuração, superfície e modo de ruptura. Como as normas atuais não tratam do reforço ao cisalhamento com armaduras de cisalhamento do tipo PRFC, foi avaliada a aplicação de prescrições estabelecidas pelo ACI 318 (2011), Eurocode 2 (2004) e ABNT NBR 6118 (2007), associadas com as limitações do ACI 440.2R (2008) que trata da aplicação dos materiais de PRF. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This research experimentally evaluates the behavior of slab-column connections in a reinforced concrete flat slab system, internally located in the building and subjected to symmetrical loading, strengthened to the shear with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). The strengthening method consists in applying CFRP sheet as shear resistant element, by bonding it through perpendicular holes to the plane of the slab. This experimental study consisted of tests on eight flat slab models with the following dimensions 2500 x 2500 mm length, trickness of 180 mm, supported on centered square cross section columns of 300 mm side and same flexural reinforcement ratio, using the following variations: the strengthening technique, the pattern of holes and the number of peripheral lines of the shear reinforcement. The CFRP sheet was applied with an adaptation of the Dowel technique, was used, which is similar to shear studs, and the stitch technique, which resembles closed stirrups. The test results were examined by verifying the vertical displacements, the concrete, steel and shear reinforcement strains, ultimate loads, cracking patterns, surface and failure modes. As the current standards do not deal with strengthening to shear with CFRP reinforcement, it was assessed the application of the code’s required from by ACI 318 (2011), by Eurocode 2 (2004) and by ABNT NBR 6118 (2007), associated to the limitations of ACI 440.2R (2008) which provides guidance for the selection, design, and installation of FRP systems for concrete structures.

Este trabalho faz um estudo sistemático de fibras óticas coaxiais de quatro camadas de índices de refração no regime linear e não linear. Para o estudo no regime linear deduzimos as equações transcendentais para a constante de propagação utilizando a aproximação LP, para quatro diferentes perfis de índice de refração. A partir destas equações transcendentais estudamos as propriedades da constante de propagação e da freqüência de corte dos modos como função dos parâmetros da fibra. Mostramos que existem situações em que duas das fibras estudadas (as estruturas W2 e M2), apresentam modos fundamentais cuja freqüência de corte pode ser diferente de zero. Em seguida, utilizamos as equações transcendentais deduzidas para a constante de propagação para otimizar uma fibra ótica coaxial que pode funcionar como compensadora de dispersão de segunda ordem no comprimento de onda de 1.55 m. Mostramos que podem ser obtidos valores da ordem de 12000 ps/(nm.Km) para o parâmetro D no comprimento de onda anterior. Por fim, propomos um novo método numérico para resolver um sistema de equações diferenciais parciais que será utilizado no estudo da propagação de um pulso ao logo de um taper. Para esse último estudo, desenvolvemos um modelo que permitiu gerar uma equação diferencial válida para estudar a propagação de um pulso ao longo de um taper adiabático / In this work a systematic coaxial optical fibers study was done to four layers of refraction indexes in the lineal and not lineal regime. For the study in the lineal regime deduced the transcendental equations for the propagation constant using the approach LP, for four different profiles of refraction index. Starting from these transcendental equations we studied- the properties of the propagation constant and the cut-off as function of the parameters of the fiber. We showed that situations exist in that two of the studied fibers (the structures W2 and MZ), they present fundamental mode whose cut-off can be different from zero. Soon after, we used the transcendental equations deduced for the propagation constant for optimized a coaxial optical fiber that can work as compensation of dispersion of second order in the length of wave of 1.55 p. We showed that can be obtained values of the order of -12000 ps/(nm.Km) for the parameter D in the previous wavelength. Finally, we propose a new numeric method to solve a system of equations for differentiate partial that will be used in the study of the propagation of a pulse to the therefore of a taper. For that last study, we developed a model that allowed to generate an differential equation valid to study the propagation of a pulse along an adiabatic taper

Materiais plásticos reforçados com fibras de madeira vêm sendo utilizados em países desenvolvidos, como Estados Unidos e Europa, há vários anos, porém, recentemente, ocorreu um crescimento significativo, em função de diferentes fatores, destacando-se, a pressão exercida por ambientalistas sobre a indústria da madeira no sentido desta reduzir o corte das florestas virgens. Neste trabalho, estudou-se comportamento de duas séries de compósitos polipropileno/farinha de madeira, uma rígida e outra flexível, as quais se diferenciam entre si, pela natureza dos agentes de compatibilização utilizados em sua preparação. Nos compósitos da série flexível adicionou-se à formulação básica o copolímero etileno-acetato de vinila. Para ambas as séries, diversos sistemas de compatibilização foram testados, entre eles, anidrido maleico, anidrido maleico/peróxido, organosilanos, polipropileno enxertado com médio e alto teor de anidrido maleico, e polifluoroetileno modificado com ácido acrílico.Os compósitos foram obtidos em câmara de mistura fechada acoplada a um reômetro no qual foi possível monitorar a evolução do torque ao longo do tempo de mistura. Os compósitos foram, posteriormente, laminados em uma prensa plana. A análise da evolução do torque durante o processo de mistura, a resistência à descolagem plana, o comportamento frente à deformação uniaxial, a resistência à tração e o alongamento na ruptura bem como a resistência à flexão foram utilizadas para caracterizar e avaliar as propriedades dos compósitos. Algumas composições que apresentaram melhor desempenho foram testadas industrialmente em uma extrusora de dupla rosca co-rotante. Adicionalmente, utilizamos análises dinâmico-mecânicas (DMTA) e microscopia eletrônica varredura para avaliação das interações químicas interfaciais entre a matriz polimérica e as fibras vegetais da farinha de madeira. Constatou-se que a adição de agentes de compatibilização melhorou as propriedades mecânicas dos compósitos em decorrência do aumento da adesão interfacial dos componentes, refletida no aumento da viscosidade do sistema fundido e no aumento do torque durante a mistura, possibilitando, desta forma, a utilização de processos de colagens tradicionais para sistemas poliméricos de difícil adesão. Dentre os sistemas estudados, destacaram-se, em função do seu desempenho, as formulações obtidas a partir do sistema anidrido maleico/ peróxido orgânico. / Wood fibers reinforced plastics materials have been studied in developed countries, such as United States and Europe for several years ago, however, recently, it has happened a significantly growing up due to different factors mainly the pressure by environmentalist over the wood industry in order to reduce the natural forest destruction. In this present work, it was studied the features of two polypropylene/wood flour composites series, one flexible and other rigid, distinguishing themselves by the coupling agents nature used in its preparation. To the Flexible Serie composite, the ethylene vinyl acetate copolymer was added to the basic recipe. For both series, several coupling systems were tested, among them, maleic anhydride, maleic anhydride / peroxide, organosilanes, commercial polypropylene grafted with maleic anhydride in high and medium index and acrylic acid modified polyfluoroetylene. The composites were obtained in laboratory scale in a closed mixing champer device of a reometer with which was possible to evaluate the torque as function of mixing time, being themselves, after, laminated by a flat bad press. The analysis of the torque evolution, flat detaching strength, the feature in front of coaxial deformation, tension and elongation at break and inflection strength were used to characterize and to valuate the composites properties. Some compositions that have shown the best performance were tested industrially in a co-rotating twin screw extruder machine. Morever, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and scanning electronic microscopy were used to evaluate the chemical interfacial adhesion between the polymeric matrix and wood flour natural fibers. It was found that the addition of compatibilizing agents improved the mechanical properties of composites due to the increase of interfacial adhesion of the components, reflected in increased viscosity of the molten system and increase the torque during mixing, allowing thus the use of traditional bonding process for polymer systems that are difficult to join. Among the systems studied, stood out, according to their performance, the formulations obtained from the system maleic anhydride/organic peroxide.

A utilização de Polímeros Reforçados com Fibras (PRF) no reforço de estruturas de concreto armado começou a ser investigada na década de 70 e se consolidou como uma atraente alternativa para utilização em obras civis, principalmente em casos onde ambientes agressivos impedem a utilização de materiais susceptíveis à corrosão, como o aço. Com o passar dos anos, diferentes técnicas de reforço que utilizam sistemas PRF formados com fibras de carbono envolvidas em matriz epoxídica (PRFC) têm sido aplicadas a estruturas que necessitam aumentar recuperar sua capacidade resistente. Apesar dos bons resultados obtidos e das vantagens associadas a estas técnicas, estudos experimentais mostram que a ruptura das estruturas reforçadas freqüentemente acontece de forma prematura, sem o esgotamento da capacidade resistente do PRFC. Apesar dos inúmeros desenvolvimentos positivos referentes à utilização de PRFC em estruturas civis, considera-se que existem diversas possibilidades de avanço, ainda pouco exploradas, que podem favorecer uma utilização mais eficiente, segura e racional dos sistemas PRF. Sendo assim, o principal objetivo deste trabalho é estudar a potencialidade e eficiência de algumas alternativas de emprego da técnica de reforço por colagem de PRF, com análise dos efeitos de variação dos materiais e utilização da técnica de protensão. O programa experimental foi dividido em duas etapas: A primeira, com o objetivo de comparar o desempenho de vigas reforçadas à flexão com fibras carbono, vidro e aramida, foi analisada através de ensaios à flexão com carregamento estático. A segunda, com objetivo de analisar a eficiência da técnica de protensão de compósitos laminados, foi analisada através de ensaios à flexão com carregamento estático e cíclico. Os resultados experimentais foram também comparados com os dados obtidos através de um modelo analítico que considera um comportamento tri-linear para as curvas momento versus curvatura. Os dados obtidos possibilitaram a análise das qualidades e fraquezas dos sistemas de reforço estudados, permitindo que se indique a melhor solução de acordo com as condições as quais a estrutura está submetida. / The use of Fiber Reinforced Polymers (FRP) to post-strengthen concrete structures started to be investigated in the mid-1970s and today is recognized as an attractive technique to be used in civil structures, especially when aggressive environments prevent the use of materials that are susceptible to corrosion, such as steel. Different FPR post-strengthening techniques have been developed and applied in existing structures aiming to increase their load capacity. Most of the FRP systems used nowadays consist of carbon fibers embedded in epoxy matrices (CFRP). Regardless of the advantages and the good results shown by the CFRP poststrengthen technique, experimental studies show that, in most cases, the failure of poststrengthened structures is premature. It means that, in such cases, only a small part of the high strength offered by carbon fibers is used. Despite the positive developments regarding the use of FRP in civil structures, some new possibilities are being considered to provide a more efficient, safe and rational use of FRP systems. The main purpose of this thesis is to analyze the effects of the fiber type replacement and the composite prestressing in the performance of the FRP post strengthening technique. The experimental program was organized in two stages. The objective of the first stage is to compare the behavior of reinforced concrete beams post-strengthened with Carbon, Aramid and Glass Fiber Reinforced Polymers (CFRP, AFRP, GFRP) subjected to static loading tests. The objective of the second stage is to analyze the efficiency of the FRP post-tensioning technique applied to reinforced concrete slabs by means of cyclic and static loading tests. Experimental results were also compared to the ones obtained through an analytical model that considers a tri-linear behavior for moment versus curvature curves. These experimental results allow the analysis of the quality and shortcomings of post-strengthen systems studied and make possible the identification of the more suitable post-strengthening solution to each circumstance.

Os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) são materiais que podem ser utilizados para modificar ou incorporar características a polímeros termoplásticos ou termorrígidos. O presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de HDLs de Mg-Al intercalados com os íons glicinato, alaninato e dodecil sulfato e a sua utilização na formulação de nanocompósitos bicomponente HDL/epóxi, com diferentes teores de HDL, produzidos por casting e de compósitos tricomponente HDL/epóxi/fibra de vidro moldados por RTM. Os HDLs foram sintetizados pelo método da coprecipitação e incorporados a epóxi com o auxílio de solventes e de ultrassom. Para tal, foram avaliados os solventes acetona, clorofórmio e DMF, sendo o DMF selecionado como o melhor agente de dispersão. Os compósitos e nanocompósitos obtidos foram caracterizados quanto à dispersão dos HDL na matriz, às suas propriedades de resistência à chama (teste horizontal e vertical), à estabilidade térmica, às propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas. A incorporação dos HDLs provocou um incremento na estabilidade térmica dos compósitos e todas as amostras com esta carga apresentaram comportamento autoextinguível no teste de queima vertical, além de apresentarem uma grande diminuição na taxa de queima em comparação ao epóxi puro. A utilização dos HDL não possibilitou melhora nas propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas dos compósitos, que só foi obtida com a utilização do reforço de fibra de vidro. / Layered double hydroxides (LDHs) can be used to modify or incorporate characteristics into a variety of thermoplastic or thermoset polymers. The present work aims to synthesize and characterize Mg:Al LDHs intercalated with glycinate, alaninate and dodecyl sulfate and to use them in the formulation of bi-component LDH/epoxy nanocomposites, with distinct LDH content, obtained by casting, and tricomponent LDH/epoxy/glass fiber composites molded by RTM. The LDH was synthesized, using the coprecipitation method, and incorporated into epoxy with the aid of solvents and ultrasonication. For that, acetone, chloroform and DMF solvents were evaluated, and DMF yielded the best performance as dispersing agent. The obtained composites and nanocomposites were evaluated regarding the quality of the LDH dispersion in the matrix, their flame resistance characteristics (horizontal and vertical testing), thermal stability, mechanical and dynamic-mechanical properties. The incorporation of LDH caused an increase in thermal stability of the composites and all samples containing LDH showed self-extinguishing behavior in the vertical burning test, and a large decrease in the burning rate was found compared to neat epoxy. The use of LDH did not significantly alter the mechanical and dynamic-mechanical properties of the composites, which was only achieved by using a glass fiber reinforcement.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar a degradação térmica e a cinética de decomposição de diferentes fibras vegetais. Os modelos de Kissinger, Friedman e Flynn- Wall-Ozawa foram utilizados para determinação dos parâmetros de Arrhenius. Os mecanismos de degradação no estado sólido foram determinados utilizando o método de Criado. Os resultados indicaram que as energias de ativação aparentes podem estar mais relacionadas com a dependência exponencial da taxa de reações heterogêneas do que com a energia necessária para romper ligações, o qual é mais comumente utilizado. O fator de frequência se mostrou independente da taxa de aquecimento utilizada. As curvas de Criado indicaram dois diferentes mecanismos de degradação para todas as fibras: difusão e nucleação randômica. Ainda, algumas técnicas analíticas (XRD e FTIR) foram utilizadas visando corroborar os resultados obtidos. O teor de cristalinidade como calculado por XRD e por FTIR demonstraram não possuir uma correlação com a estabilidade térmica. Ainda, o comportamento térmico e o mecanismo de degradação não mostraram ser influenciados pelos componentes lignocelulósicos das fibras, com exceção do buriti e do sisal. Por fim, as fibras exibiram um efeito de compensação, i.e. maiores valores de energia de ativação levaram a maiores fatores de frequência. Por fim, uma das fibras estudadas (de sisal) foi utilizada em um compósito a fim de avaliar seu desempenho dinâmico-mecânico. Os compósitos mostraram uma queda de propriedade em função da temperatura, que foi menos acentuada para compósitos com maior teor de fibra. As curvas de tan delta se mostraram menores para compósitos com maiores teores de fibra, o que pode ser indicativo de menor dissipação de energia devido a uma maior área de interface polímero/fibra. / This study has the aim of evaluating thermal degradation and the decomposition kinetics of different vegetal fibers. Kissinger, Friedman and Flynn-Wall-Ozawa models were used to determine the Arrhenius parameters. The degradation mechanisms in solid state were determined using Criado method. The results indicate that the apparent activation energies can be more associated with the exponential dependence of the heterogeneous reaction rate than with the energy necessary to break bonds, which is more commonly used. The frequency factors showed to be independent of the heating rate used. Criado curves indicated two different degradation mechanisms for all fibers: diffusion and random nucleation. Also, some analytic techniques (XRD and FTIR) were used aiming to corroborate the results obtained. The crystallinity content as calculated by XR and by FTIR showed no correlation with the thermal stability. Moreover, the thermal behavior and the degradation mechanism were not influenced by the lignocellulosic components of the fibers, i.e. higher activation energy values lead to higher frequency factors. One of the studied fibers (sisal) was used in a polymeric composite aiming to evaluate its dynamic mechanical behavior. The composites showed a decrease in properties as a function of the temperature, which was less accentuated for composites containing higher fiber content. Tan delta curves were lower for composites containing higher fiber content, which can be indicative of lower energy dissipation due to a greater area of polymer/fiber interface.

O presente estudo investigou a síntese de fibras cerâmicas piezoelétricas de Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) de estrutura perovskita,utilizando a técnica de electrospinning e a relação dos parâmetros fluxo e tensão aplicada com as características apresentadas pelas fibras após o tratamento térmico. Cerâmicas PZT estão presentes em muitas aplicações tecnológicas por apresentarem excelentes propriedades ferroelétricas, piroelétricas e piezoelétricas. Para a obtenção das fibras por electrospinning, foram utilizados como precursores compostos organometálicos como acetato de chumbo trihidratado, propóxido de zircônio (IV) e Isopropóxido de titânio (IV), que foram diluídos em álcool isopropílico e álcool etílico anidro. Como veículo para a formação das fibras, foi empregado o polímero polivinilpirrolidona (PVP). Para o ajuste do pH, foi utilizado ácido acético glacial. As fibras foram tratadas termicamente a 700°C, com patamar de 1 hora e taxa de aquecimento de 10°C/min. As fibras obtidas foram caracterizadas pelas técnicas de termogravimetria, difração de raios X, espectroscopia Raman, cálculo da área superficial específica através do modelo BET, espectroscopia de energia dispersiva de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As fibras também tiveram a sua resposta piezoelétrica direta comprovada de uma forma simplificada. O teste do efeito direto piezoelétrico foi feito em um conjunto de fibras aleatoriamente orientadas. Após tratamento térmico, as fibras apresentaram diâmetro entre 200 e 500 nm e uma estrutura cristalina constituída apenas pela fase perovskita típica do PZT para todas as amostras produzidas. A área de superfície específica variou entre 2,8 m2/g e 4,2 m2/g. Com o aumento do fluxo de material, a área superficial específica diminuiu e com o aumento da tensão aplicada esta área aumentou. O teste da resposta piezoelétrica direta mostrou que as fibras obtidas após o tratamento térmico e após a polarização apresentavam o fenômeno de piezoeletricidade quando carregadas e eram capazes de alcançar valores de tensão de 50 mV para um carregamento de 300g em uma célula montada de forma simples com uma área de 5x5mm2 coberta pelas fibras de PZT. / This study investigated the synthesis of piezoelectric ceramic fibers of Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) with perovskite structure, using the technique of electrospinning, and the relation of flow and applied voltage parameters to the characteristics presented by the fibers after heat treatment. PZT ceramics are present in many technological applications due to their excellent ferroelectric, piezoelectric and pyroelectric properties. In order to obtain the fibers by electrospinning, were used as precursor metallo-organic compounds such as lead acetate trihydrate, zirconium (IV) propoxide, titanium (IV) isopropoxide, which were diluted in isopropyl alcohol and anhydrous ethyl alcohol. Polymer polyvinylpyrrolidone (PVP) was used as a vehicle for fiber formation and glacial acetic acid for pH adjustment, as well. The fibers were thermally treated at 700 °C, with a level of 1 hour and a heating rate of10°C/min. The fibers were characterized by thermogravimetry, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, specific surface area by BET model, energy-dispersive X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy. The fibers also had their piezoelectric response directly proven in a simplified manner. The direct piezoelectric effect test was made on a set of randomly oriented fibers. After heat treatment, the fibers presented diameter between 200 and 500 nm and a crystalline structure consisting of only the perovskite phase PZT typical of for all samples produced. The specific surface area varied between 2.8 m2/g e 4.2 m2/g. With the increase in the flow of material, the specific surface area decreased and with the increase this area of the applied voltage increased. The direct piezoelectric response test showed that the fiber obtained after the heat treatment and after the polarization presented the phenomenon of piezoelectricity when loaded and ware capable to achieve voltages of 50 mV for a load of 300g, in a cell assembled in a simplified way, with an area of 5x5mm2 covered by the PZT fibers.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-10T15:37:14Z No. of bitstreams: 2 TESE Saul Barbosa Guedes.compressed.pdf: 17475784 bytes, checksum: 6333c3d24a19a949a78d15a0f43858f9 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T15:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Saul Barbosa Guedes.compressed.pdf: 17475784 bytes, checksum: 6333c3d24a19a949a78d15a0f43858f9 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-04-22 / As estradas não pavimentadas existentes em nosso país, de maneira geral, são tratadas com descaso pelos órgãos públicos. Apesar das mesmas representarem aproximadamente 79,9 % do total das rodovias (DNIT, 2011), não se tem observado grandes avanços tecnológicos no seu processo de construção, manutenção e durabilidade. A presente tese consistiu na análise do desempenho mecânico da mistura de solo-cimento-fibra, visando sua utilização como revestimento primário para as estradas de terra existentes numa área de preservação ambiental pertencente ao Parque Metropolitano Armando de Holanda Cavalcanti (PMAHC), localizado no município do Cabo de Santo Agostinho - PE distante 41 km da cidade do Recife. Foi observado o efeito do incremento do teor de cimento e da energia de compactação na resistência do solo-cimento, e por meio desse estudo determinou-se o teor ótimo de cimento a ser fixado durante toda a pesquisa. Em seguida, iniciou-se a análise da influência do acréscimo do teor de fibras sintéticas de polipropileno (0,25, 0,50 e 0,75 %) e da variação do comprimento das mesmas (6 e 24 mm) no comportamento mecânico das misturas de solo-cimento-fibra. Também foi realizado ensaio com procedimento diferente dos ensaios usuais, por exemplo, ensaio de compressão simples em corpos-de-prova submetidos aos ciclos de molhagem e secagem. A campanha teve aproximadamente um total de 1700 ensaios e ocorreu de forma bastante satisfatória. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que a presença das fibras na matriz do solo-cimento influencia significativamente no: aumento da resistência de pico e queda pós-pico, aumento da deformação de ruptura, diminuição da rigidez, aumento da deformação elástica (reversível) e da deformação plástica (irreversível) e redução dos módulos de deformabilidade e resistência à compactação. Entre os dois comprimentos utilizados, verificou-se que a fibra de maior comprimento (24 mm) para o teor de 0,75 % apresenta-se mais influente na maioria dos resultados. Dentre os materiais compósitos formados, para aplicação como revestimento primário, o autor recomenda utilizar o teor de 5,0 % de cimento e 0,50 % de FibroMac-24 na mistura de solocimento, por ser uma fibra de fácil homogeneização e também pelo fato da mistura formada admitir resultados bastante satisfatórios para o uso a qual se destina aplicar de maneira econômica e resistente.