[ES] En el ámbito de los materiales compuestos o composites para la construcción, el cemento reforzado con fibras de vidrio (GRC, del inglés glass fiber reinforced cement) es el más extensamente utilizado, por sus excelentes propiedades mecánicas (resistencia a flexión y tenacidad). Sin embargo, la durabilidad de estos composites se ha demostrado crítica, y es necesario proponer alternativas. Las fibras usadas, de carácter álcali-resistente (fibras AR, formadas por agrupación de filamentos), son atacadas por el medio agresivo que impone el cemento hidratado. Una alternativa interesante, desde el punto de vista tecnológico, es la incorporación de materiales cementantes suplementarios de carácter puzolánico. El objetivo del presente trabajo es estudiar la influencia de las diferentes adiciones activas en morteros de GRC, observando el comportamiento de los elementos constitutivos del material en condiciones normales de curado, y también al ser sometidos a procesos de envejecimiento controlado. Asimismo, se analiza el comportamiento de los nuevos composites sometidos a diferentes medios agresivos, evaluando la durabilidad y la mejora de los compuestos por medio de la determinación de sus propiedades mecánicas, químicas y físicas. Se han elaborado probetas de GRC a través del procedimiento de premezcla (premix) y se han determinado sus propiedades mecánicas (resistencia a flexión, tenacidad y módulo de elasticidad). Adicionalmente, se han cuantificado las ganancias de resistencia al comparar composites GRC basados en cemento Portland (especímenes control) con otros en los que se ha sustituido hasta el 60% de dicho cemento por adiciones puzolánicas. Al objeto de mejorar la reactividad de las puzolanas, en algunos casos se ha implementado un aumento de su finura a través de la molienda (cenizas volantes molidas, CVm) o de procesos de sonicación (humo de sílice sonicado, HSS). Los especímenes de GRC han sido sometidos a un proceso de envejecimiento (tratamiento en agua a 55ºC durante un período prolongado) y se ha observado un empeoramiento muy importante de la resistencia a flexión y la tenacidad de aquellos que poseen solamente cemento Pórtland como componente cementante. Los composites GRC que contienen cantidades elevadas de puzolana (60% de CVm) o mezclas de puzolanas (50%CVm / 10%HSS, 50%CVm / 10%FCC) presentan una mejora sustancial de las propiedades mecánicas con respecto a los GRC control. La mejora de estos sistemas GRC con elevados porcentajes de puzolanas reactivas se han confirmado a través de estudios físicos y físico - químicos: evaluación de densidad, absorción, estudios microscópicos (lupa y microscopía electrónica de barrido) y análisis termogravimétrico. En cuanto a la respuesta de los composites GRC frente a diferentes disoluciones agresivas, se ha demostrado el efecto beneficioso de la presencia de puzolanas. Después de la exposición de los morteros de GRC a una disolución de NH4Cl, el comportamiento mecánico de los morteros puzolánicos se mantiene por encima del mortero GRC control: esto se debe a la relación directa existente con el incremento de la densidad y la disminución de grado de absorción del composite con la sustitución puzolánica. Al evaluar las propiedades de los morteros de GRC después de su exposición a una disolución de H2SO4, se observan diferencias muy importantes en la evolución de la masa, resistencia a flexión y tenacidad: los composites control son más afectados por la acidez del medio, de modo que la pérdida de masa es muy significativa si se compara con los GRC que presentan puzolanas. La estancia en la empresa Saint Gobain Vetrotex, ha permitido confirmar una gran similitud en los resultados obtenidos mediante los procedimientos seguidos en el laboratorio de la UPV (compuestos de GRC premezclado) comparados con las prácticas desarrolladas por el laboratorio de materiales de la empresa (composites de GRC proyectado). Se han evaluado / [CAT] En l'àmbit dels materials compostos o compòsits per a la construcció, el ciment reforçat amb fibres de vidre (GRC, de l'anglès glass fiber reinforced cement) és el més extensament utilitzat, per les seves excel·lents propietats mecàniques (resistència a flexió i tenacitat). No obstant això, la durabilitat d'aquests compòsits s'ha demostrat crítica, i cal proposar alternatives. Les fibres usades, de caràcter àlcali-resistent (fibres AR, formades per agrupació de filaments), són atacades pel medi agressiu que imposa el ciment hidratat. Una alternativa interessant des del punt de vista tecnològic és la incorporació de materials cimentants suplementaris de caràcter putzolànic. L'objectiu d'aquest treball és estudiar la influència de les diferents addicions actives en morters de GRC, observant el comportament dels elements constitutius del material en condicions normals de curat, i també quan son sotmesos a processos d'envelliment controlat. Així mateix, s'analitza el comportament dels nous compòsits sotmesos a diferents mitjans agressius, avaluant la durabilitat i la millora dels compostos mitjançant la determinació de les seves propietats mecàniques, químiques i físiques. S'han elaborat provetes de GRC a través del procediment de mescla prèvia (premix) i s'ha determinat les seves propietats mecàniques (resistència a flexió, tenacitat, mòdul d'elasticitat). Addicionalment s'han quantificat els guanys de resistència al comparar compòsits GRC basats en ciment Portland (espècimens control) amb altres en què s'ha substituït fins al 60% d'aquest ciment per materials putzolànics. A l'objecte de millorar la reactivitat de les putzolanes, en alguns casos s'ha implementat un augment de la seva finor a través de la mòlta (cendres volants mòltes, CVm) o de processos de sonicació (fum de sílice sonicat, HSS). Els espècimens de GRC han estat sotmesos a un procés d'envelliment (tractament en aigua a 55ºC durant un període prolongat) i s'ha observat l'empitjorament molt significatiu de la resistència a flexió i la tenacitat d'aquells que posseeixen solament ciment Pòrtland com a component cimentant. Els compòsits GRC que contenen quantitats elevades de putzolana (60% de CVm) o mescles de putzolanes (50% CVm / 10% HSS, 50% CVm / 10% FCC) presenten una millora substancial de les propietats mecàniques respecte als GRC control. La millora d'aquests sistemes GRC amb elevats percentatges de putzolanes reactives s'han confirmat a través d'estudis físics i fisicoquímics: avaluació de densitat, absorció, estudis microscòpics (lupa i microscòpia electrònica de rastreig) i anàlisi termogravimètric. Pel que fa a la resposta dels compòsits GRC enfront de diferents dissolucions agressives, s'ha demostrat l'efecte beneficiós de la presència de putzolanes. Després de l'exposició dels morters de GRC a una dissolució de NH4Cl, el comportament mecànic dels morters putzolànics es millor que el morter GRC control: això es deu a la relació directa existent amb l'increment de la densitat i la disminució del grau d'absorció del compòsit amb la putzolana. Quan s¿ha avaluat les propietats dels morters de GRC després de la seva exposició a una dissolució H2SO4, s'observen diferències molt importants en l'evolució de la massa, resistència a flexió i tenacitat: els compòsits control són més afectats per l'acidesa del medi, de manera que la pèrdua de massa és molt significativa si es compara amb els GRC que presenten putzolanes. L'estada a l'empresa Saint Gobain Vetrotex, ha permès confirmar una gran similitud en els resultats obtinguts mitjançant els procediments seguits en el laboratori de la UPV (compostos de GRC amb premescla) comparats amb les pràctiques desenvolupades pel laboratori de materials de l'empresa (compostos de GRC projectat). S'han avaluat prototips per a la indústria de l'GRC projectat. / [EN] In the field of composite materials for construction, glass fiber reinforced cement (GRC) is the most widely used, due to its excellent mechanical properties (resistance to bending and toughness). However, the durability of these composites has been demonstrated to be critical and alternatives need to be proposed. The used fibers, alkali-resistant (AR fibers, formed by grouping of filaments), are attacked by the aggressive medium imposed by the hydrated cement. An interesting alternative, from a technological point of view, is the incorporation of supplementary cementitious materials of pozzolanic behaviour. The purpose of this research is to study the influence of the different mineral additions in GRC mortars, observing the behaviour of the constituent elements of the material under normal curing conditions and controlled aging processes. Likewise, the behaviour of new composites subjected to different aggressive environments is analyzed, evaluating the durability and improvement of the compounds by determining their mechanical, chemical and physical properties. GRC specimens have been produced through the premix procedure and their mechanical properties (flexural strength, toughness, and modulus of elasticity) have been determined. Additionally, resistance gains have been quantified when comparing GRC composites based on Portland cement (control specimens) with others in which up to 60% of that cement has been replaced by pozzolanic additions. In order to improve the reactivity of pozzolans, in some cases an increase in its fineness has been implemented through grinding (ground fly ash, CVm) or sonication processes (sonicated silica fume, HSS). The GRC specimens have been subjected to an aging process (treatment in water at 55ºC for an extended period) and worsening of the flexural strength and toughness of those who only have Portland cement as cementitious component has been observed. GRC composites containing high amounts of pozzolan (60% CVm) or mixtures of pozzolans (50% CVm / 10% HSS, 50% CVm / 10% FCC) show a substantial improvement in mechanical properties compared to the control GRC. The improvement of these GRC systems with high percentages of reactive pozzolans have been confirmed through physical and physical-chemical studies: evaluation of density, absorption, microscopic studies (magnifying glass and scanning electron microscopy), and thermogravimetric analysis. Regarding the response of GRC composites against different aggressive solutions, the beneficial effect of the presence of pozzolans has been demonstrated. After the exposure of the GRC mortars to a NH4Cl solution, the mechanical behavior of pozzolanic mortars remains above that of the control GRC mortar: this is due to the direct relationship existing with the increase in density and the decrease in the absorption of the composite with the pozzolanic replacement. When evaluating the properties of GRC mortars after exposure to an H2SO4 solution, very important differences are observed in the evolution of the mass, flexural strength and toughness: the control composites are more affected by the acidity of the medium, so that the loss of mass is very significant when compared to the GRCs that present pozzolans. The stay at the Saint Gobain Vetrotex company has confirmed a great similarity to the results obtained by the procedures followed at the UPV laboratory (premixed GRC compounds) compared to the practices developed by the company's materials laboratory (composites of projected GRC). Scalable prototypes have been assessed for the projected GRC industry. / Lalinde Castrillón, LF. (2020). Estudio de compuestos de GRC y adiciones activas: Propiedades mecánicas, envejecimiento acelerado y durabilidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/157637

Restauração provisória é uma importante fase da reabilitação bucal com prótese parcial fixa, deve fornecer proteção pulpar e periodontal, apresentar integridade marginal e estética, ter durabilidade suficiente para resistir às forças mastigatórias. Pacientes com bruxismo ou aqueles cujo tratamento requer períodos longos de uso das restaurações provisórias necessitam de material com melhores propriedades mecânicas. Vários métodos têm sido empregados para reforçar próteses fixas provisórias, como fios metálicos, reforço metálico e incorporação de diferentes tipos de fibras, como carbono, polietileno e vidro, nas resinas para restaurações provisórias. O objetivo desse estudo foi avaliar alteração de cor e propriedades mecânicas de resistência flexural, módulo de elasticidade e carga de ruptura em resinas acrílicas com incorporação de fibras de vidro silanizadas. Para avaliação de cor foram confeccionados quarenta corpos-de-prova circulares (15 x 3mm) de cada marca comercial de resina acrílica quimicamente ativada, usada para confecção de restaurações provisórias, Dencor (Clássico Ltda., São Paulo-SP, Brasil), Duralay (Reliance, Worth-IL, EUA) e Trim Plus II (Bosworth Company, Skokie-IL, EUA), sendo vinte corpos-de-prova controles, e vinte experimentais, com adição de 10% em peso de fibras de vidro moídas (Reforplás S/A, São Paulo, SP, Brasil). Após a realização do acabamento superficial dos corpos-de-prova com lixas de carborundum e feltros era realizada a avaliação dos componentes de cor (L*, a*, b*) em espectrocolorímetro portátil (BYK-Gardner GmbH, Gerestried, Alemanha), com três mensurações em cada corpo-de-prova. Para os ensaios de resistência flexural, módulo de elasticidade e carga de ruptura foram confeccionados 40 corpos-de-prova retangulares (10mm de comprimento, 65mm de largura e 3mm de espessura) de cada marca de resina, sendo vinte do grupo controle e vinte do experimental (com fibras). Os corpos-de-prova foram testados em uma máquina de ensaios universal (Emic DL 2000®, Emic, São José dos Pinhais, PR, Brasil), usando três, com velocidade de 5mm/min. Os dados foram analisados estatisticamente, usando testes paramétricos e não paramétricos, de acordo com a distribuição da amostra. Todos os componentes de cor (L*, a* e b*) foram alterados após a incorporação de fibras de vidro, com exceção do componente b* da resina Duralay. Para o ensaio de resistência flexural, a análise de variância evidenciou significância estatística (p<0,01) apenas para o fator resinas (Duralay: 85,748 N/mm2 (± 8,04) ,Trim Plus: 86,860 N/mm2 (± 7,73) e Dencor: 97,400 N/mm2 (± 8,18)).Na avaliação do módulo de elasticidade, a análise de variância mostrou significância estatística (p<0,01) para o fator tratamentos, sem fibra: 2572,138 MPa (± 290,92) e com fibras: 3446,691 MPa (± 411,13), e para a interação, evidenciando que a incorporação de fibras aumentou o módulo de elasticidade das três resinas avaliadas.Na carga de ruptura, a análise de Variância evidenciou significância estatística (p<0,01) para os fatores tratamentos, sem fibras: 482,607 N (± 53,18322) e com fibras: 557,53 N (± 59,49652), resinas Duralay: 494,06 N (± 86,63), Trim Plus: 525,177 N (± 42,85) e Dencor: 540,971 N (± 58,40). Conclui-se que a incorporação de fibras provocou alterações nos componentes de cor e aumentou ambos, módulo de elasticidade e carga de ruptura, contudo não alterou a resistência flexural. / Provisional restoration is an important rehabilitation phase in fixed prosthodontic therapy, it should provide pulpal and periodontal protection, showing marginal integrity and esthetics, should also have enough durability in order to resist to the forces of mastication. Patients with bruxism or those, whose treatment require long-term use of provisional restorations, need material with better mechanical properties. Several methods have been applied to reinforce fixed partial dentures, as well as metal wires, metal reinforcement and the application of different types of fibers, such as carbon, polyethylene and glass in the resins for temporary restorations. The aim of this study was to evaluate the color change as well as the mechanical properties of flexural strength, elastic modulus and load rupture in acrylic resin with silanized glass fibers. In order to evaluate the color, it was fabricated forty circular specimens (15 x 3mm) of each commercial brand of the resins chemically activated, used to make provisional restorations, Dencor (Clássico Ltda., São Paulo-SP, Brasil), Duralay (Reliance, Worth-IL, EUA) e Trim Plus II (Bosworth Company, Skokie-IL, EUA). Twenty specimens were control and the other twenty were experimental with an addition of 10% in glass fiber weights (Reforplás S/A, São Paulo, SP, Brasil). After the superficial finishing of the specimens with silicon carbide paper and rag wheel, it was done an evaluation of the color parameters (L*, a*, b*) with a portable spectrocolorimeter (BYK-Gardner GmbH, Gerestried, Alemanha), in three measures in each specimens. For the flexural strength, elastic modulus and load rupture, forty rectangular specimens were fabricated (10mm in length, 65mm wide and 3mm of thickness) of each resin brand and twenty were experimental with fibers. The specimens were tested on an universal machine (Emic DL 2000®, Emic, São José dos Pinhais, PR, Brasil), using a 3- point bending testing device at a crosshead speed of 5 mm/mim. The data was statistically analyzed using parametric and non-parametric tests, according to the sample distribution. All the color parameter (L*, a* e b*) were altered after putting glass fibers, except the parameter b* from resin Duralay. For flexural resistance, the variance analyzes showed significance statistic (p<0,01) just for the resins ( Duralay: 85,748 N/mm2 (± 8,04) ,Trim Plus: 86,860 N/mm2 (± 7,73) and Dencor: 97,400 N/mm2 (± 8,18)). In the elastic modulus evaluation, the variance analyses showed significance statistic (p<0,01) for the treatment factors, without fibers (2572,138 MPa (± 290,92)) and with fibers (3446,691 (± 411,13)). Regarding the interaction, it showed that the incorporation of the fibers increased the elastic modulus in the three resins analyzed. Regarding the load rupture, the variance analyzed showed significance statistic of (p<0,01) for the treatment factors with fibers: 482,607 N (± 53,18322) and without fibers: 557,53 N (± 59,49652), resins (Duralay: 494,06 N (± 86,63), Trim Plus:525,177 N(± 42,85) e Dencor: 540,971 N (± 58,40)). The results of this study indicated that the incorporation of the fibers caused alterations in the color components and increased both elastic modulus and load rupture; therefore, it didnt increase the flexural resistance.

Restauração provisória é uma importante fase da reabilitação bucal com prótese parcial fixa, deve fornecer proteção pulpar e periodontal, apresentar integridade marginal e estética, ter durabilidade suficiente para resistir às forças mastigatórias. Pacientes com bruxismo ou aqueles cujo tratamento requer períodos longos de uso das restaurações provisórias necessitam de material com melhores propriedades mecânicas. Vários métodos têm sido empregados para reforçar próteses fixas provisórias, como fios metálicos, reforço metálico e incorporação de diferentes tipos de fibras, como carbono, polietileno e vidro, nas resinas para restaurações provisórias. O objetivo desse estudo foi avaliar alteração de cor e propriedades mecânicas de resistência flexural, módulo de elasticidade e carga de ruptura em resinas acrílicas com incorporação de fibras de vidro silanizadas. Para avaliação de cor foram confeccionados quarenta corpos-de-prova circulares (15 x 3mm) de cada marca comercial de resina acrílica quimicamente ativada, usada para confecção de restaurações provisórias, Dencor (Clássico Ltda., São Paulo-SP, Brasil), Duralay (Reliance, Worth-IL, EUA) e Trim Plus II (Bosworth Company, Skokie-IL, EUA), sendo vinte corpos-de-prova controles, e vinte experimentais, com adição de 10% em peso de fibras de vidro moídas (Reforplás S/A, São Paulo, SP, Brasil). Após a realização do acabamento superficial dos corpos-de-prova com lixas de carborundum e feltros era realizada a avaliação dos componentes de cor (L*, a*, b*) em espectrocolorímetro portátil (BYK-Gardner GmbH, Gerestried, Alemanha), com três mensurações em cada corpo-de-prova. Para os ensaios de resistência flexural, módulo de elasticidade e carga de ruptura foram confeccionados 40 corpos-de-prova retangulares (10mm de comprimento, 65mm de largura e 3mm de espessura) de cada marca de resina, sendo vinte do grupo controle e vinte do experimental (com fibras). Os corpos-de-prova foram testados em uma máquina de ensaios universal (Emic DL 2000®, Emic, São José dos Pinhais, PR, Brasil), usando três, com velocidade de 5mm/min. Os dados foram analisados estatisticamente, usando testes paramétricos e não paramétricos, de acordo com a distribuição da amostra. Todos os componentes de cor (L*, a* e b*) foram alterados após a incorporação de fibras de vidro, com exceção do componente b* da resina Duralay. Para o ensaio de resistência flexural, a análise de variância evidenciou significância estatística (p<0,01) apenas para o fator resinas (Duralay: 85,748 N/mm2 (± 8,04) ,Trim Plus: 86,860 N/mm2 (± 7,73) e Dencor: 97,400 N/mm2 (± 8,18)).Na avaliação do módulo de elasticidade, a análise de variância mostrou significância estatística (p<0,01) para o fator tratamentos, sem fibra: 2572,138 MPa (± 290,92) e com fibras: 3446,691 MPa (± 411,13), e para a interação, evidenciando que a incorporação de fibras aumentou o módulo de elasticidade das três resinas avaliadas.Na carga de ruptura, a análise de Variância evidenciou significância estatística (p<0,01) para os fatores tratamentos, sem fibras: 482,607 N (± 53,18322) e com fibras: 557,53 N (± 59,49652), resinas Duralay: 494,06 N (± 86,63), Trim Plus: 525,177 N (± 42,85) e Dencor: 540,971 N (± 58,40). Conclui-se que a incorporação de fibras provocou alterações nos componentes de cor e aumentou ambos, módulo de elasticidade e carga de ruptura, contudo não alterou a resistência flexural. / Provisional restoration is an important rehabilitation phase in fixed prosthodontic therapy, it should provide pulpal and periodontal protection, showing marginal integrity and esthetics, should also have enough durability in order to resist to the forces of mastication. Patients with bruxism or those, whose treatment require long-term use of provisional restorations, need material with better mechanical properties. Several methods have been applied to reinforce fixed partial dentures, as well as metal wires, metal reinforcement and the application of different types of fibers, such as carbon, polyethylene and glass in the resins for temporary restorations. The aim of this study was to evaluate the color change as well as the mechanical properties of flexural strength, elastic modulus and load rupture in acrylic resin with silanized glass fibers. In order to evaluate the color, it was fabricated forty circular specimens (15 x 3mm) of each commercial brand of the resins chemically activated, used to make provisional restorations, Dencor (Clássico Ltda., São Paulo-SP, Brasil), Duralay (Reliance, Worth-IL, EUA) e Trim Plus II (Bosworth Company, Skokie-IL, EUA). Twenty specimens were control and the other twenty were experimental with an addition of 10% in glass fiber weights (Reforplás S/A, São Paulo, SP, Brasil). After the superficial finishing of the specimens with silicon carbide paper and rag wheel, it was done an evaluation of the color parameters (L*, a*, b*) with a portable spectrocolorimeter (BYK-Gardner GmbH, Gerestried, Alemanha), in three measures in each specimens. For the flexural strength, elastic modulus and load rupture, forty rectangular specimens were fabricated (10mm in length, 65mm wide and 3mm of thickness) of each resin brand and twenty were experimental with fibers. The specimens were tested on an universal machine (Emic DL 2000®, Emic, São José dos Pinhais, PR, Brasil), using a 3- point bending testing device at a crosshead speed of 5 mm/mim. The data was statistically analyzed using parametric and non-parametric tests, according to the sample distribution. All the color parameter (L*, a* e b*) were altered after putting glass fibers, except the parameter b* from resin Duralay. For flexural resistance, the variance analyzes showed significance statistic (p<0,01) just for the resins ( Duralay: 85,748 N/mm2 (± 8,04) ,Trim Plus: 86,860 N/mm2 (± 7,73) and Dencor: 97,400 N/mm2 (± 8,18)). In the elastic modulus evaluation, the variance analyses showed significance statistic (p<0,01) for the treatment factors, without fibers (2572,138 MPa (± 290,92)) and with fibers (3446,691 (± 411,13)). Regarding the interaction, it showed that the incorporation of the fibers increased the elastic modulus in the three resins analyzed. Regarding the load rupture, the variance analyzed showed significance statistic of (p<0,01) for the treatment factors with fibers: 482,607 N (± 53,18322) and without fibers: 557,53 N (± 59,49652), resins (Duralay: 494,06 N (± 86,63), Trim Plus:525,177 N(± 42,85) e Dencor: 540,971 N (± 58,40)). The results of this study indicated that the incorporation of the fibers caused alterations in the color components and increased both elastic modulus and load rupture; therefore, it didnt increase the flexural resistance.

Im Rahmen experimenteller Untersuchungen wurden Stahlbetonplatten hergestellt, mit verschiedenen textilen Bewehrungen verstärkt, mit 125 % Gebrauchslast vorgeschädigt und anschließend unter Gebrauchslast mit einer Brandbelastung nach der Einheitstemperaturkurve (ISO-834, Cellulosic curve) beaufschlagt. Alle Platten hielten der Brandbelastung bei gleichzeitiger Biegebeanspruchung mehr als 60 Minuten stand und zeigten weder Betonabplatzungen noch andere optische Schädigungen auf. Die für dieses überraschend positive Ergebnis verantwortlichen Mechanismen werden diskutiert, sind aber noch nicht vollständig verstanden. Eine Schlüsselrolle spielt dabei vermutlich das gute Rissverhalten von Textilbeton und interne Umlagerungen zwischen Textil und Stahlbewehrung.

Neste trabalho, compósitos de PET sob a forma de flake e pós-condensado foram preparados com teores diferenciados de fibra de vidro (0, 20, 30 e 40%). Dois tipos de fibra foram utilizados: uma fibra com tratamento superficial a base de amino-silano e outra com tratamento a base de epóxi-silano. Os compósitos foram extrusados em extrusora mono-rosca, utilizando uma rosca de filete duplo com barreira, e em extrusora dupla-rosca interpenetrante co-rotacional. Após extrusão, os compósitos foram injetados a 120 ºC que, após várias temperaturas testadas, foi a temperatura que conferiu maior grau de cristalinidade do artefato final (acima de 30%). Os compósitos foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas. Os resultados mostraram que com a utilização de uma mono-rosca apropriada ao processamento de PET com fibra de vidro foi possível produzir compósitos com boas propriedades, comparáveis aos obtidos em extrusora dupla-rosca. Em relação aos tipos de PET utilizados, verificou-se que a massa molar da matriz polimérica, maior para o PET pós-condensado, teve uma pequena influência no desempenho das propriedades analisadas. Porém foi observado que os resultados foram indiferentes ao tratamento superficial das fibras testadas. Através da determinação do comprimento das fibras por análise óptica, e dos resultados experimentais do módulo de tração dos compósitos, pode-se constatar que nos compósitos injetados as fibras estão orientadas no sentido longitudinal à deformação. Com a microscopia eletrônica de varredura verificou-se que há sempre uma melhor distribuição e dispersão das fibras, com menores vazios à medida que aumenta o teor de fibras, corroborando os resultados mecânicos, sempre crescentes com o teor incorporado. A cristalinidade obtida nos corpos de prova moldados por injeção com o molde a uma temperatura de 120 ºC, aliada à presença da fibra de vidro, leva a um aumento na temperatura de distorção térmica (HDT). As análises de raios-X mostraram que com o aumento da quantidade da fibra, os picos cristalinos característicos do PET perdem definição, o que está associado à característica amorfa da fibra. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-15T17:17:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Nilcea Mondadori.pdf: 5475607 bytes, checksum: 3b5580025f75099d47502055cd80fde5 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-15T17:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Nilcea Mondadori.pdf: 5475607 bytes, checksum: 3b5580025f75099d47502055cd80fde5 (MD5) / In this work, flake and post-condensed PET composites of different glass fiber contents (0, 20, 30 and 40%) were prepared. Tow kinds of fibers were employed: one fiber having an amino silane-based surface treatment and another one having an epoxi silane-based surface treatment. The composites were extruded in a single-screw extruder with a barrier double-flight screw, and in a co-rotating interpenetrating twin-screw extruder. After extrusion the composites were injected at 120°C, this temperature being chosen after several tests indicating that it could promote the highest possible degree of crystallinity of the final product (higher than 30%). The composites were characterized as for mechanical, thermal and morphological features. Data indicate that by using a single-screw extruder proper to the processing of PET and fiber glass the properties of the obtained composites are fairly good, being comparable to those obtained from a twin-screw extruder. As for the types of PET utilized, it could be found that the molar mass of the polymeric matrix, larger for the post-condensed PET had some influence on the performance of the tested properties. On the other hand it could be observed that the surface treatment of the fibers does not influence the obtained data. Based on the optical analysis of the fiber length and the elastic modulus data it is possible to determine that the fibers of the injected composites are oriented longitudinally to the strain direction. With the aid of scanning electron microscopy (SEM), improvements in the distribution and dispersion of the fibers were always observed, with smaller voids as the fiber content increases, backing higher mechanical data as the incorporated fiber content is increased. Crystallinity resulting from injection-molded test specimens processed at 120°C, together with the presence of the glass fiber leads to a synergism in the heat distortion temperature (HDT). X-rays analyses indicate that at higher fiber content the composites show lower definition of the crystalline peaks, this being associated to the amorphous feature of the fiber.

Tratando-se de construções leves, para as condições climáticas de Curitiba, é recomendável o uso de materiais de cobertura que minimizem a transferência de calor no verão, porém evitando perdas de calor no inverno. A utilização de materiais isolantes como barreiras radiantes, formadas, por exemplo, por folhas de alumínio justapostas, pode trazer vantagens térmicas nessas duas situações. Uma opção de baixo custo para exercer a função de uma barreira radiante baseia-se no uso de embalagens Tetra Pak® , as quais têm uma de suas faces aluminizada. A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho térmico das seguintes mantas isolantes: placas de 50 mm de Isopor® , foil dupla face e mantas Tetra Pak® em coberturas de guaritas de fibra de vidro, em condições reais de exposição aos elementos do clima e nos períodos de transição outono-inverno e primavera-verão. Os procedimentos metodológicos no período de transição outono-inverno compreenderam a comparação das temperaturas do ar e superficiais da cobertura. No período de transição primavera-verão, realizou-se a comparação das temperaturas do ar, superficiais da cobertura e das paredes face leste e face sul e da medição do fluxo de calor, para cálculo da resistência térmica. A utilização das mantas Tetra Pak® com a face aluminizada voltada para a cobertura ou com revestimento em dupla face (duas mantas Tetra Pak® coladas - ambas as faces aluminizadas expostas) apresentaram uma redução na temperatura superficial máxima de 9,8°C e 9,3°C, respectivamente e um aumento na temperatura superficial mínima de 2,7°C e 2,0°C, respectivamente. Para o período de transição primavera-verão os resultados para as mantas Tetra Pak® mostraram-se superiores aos das placas de Isopor® e do foil dupla face. / In light-weight buildings under the climatic conditions of Curitiba, it is recommended the use of roofing materials that minimize heat gains in summer while avoiding heat losses in winter. The use of insulating materials such as radiant barriers, formed, for example, by juxtaposed aluminum sheets, can bring thermal advantages in such situations. A low-cost option to perform the function of a radiant barrier is based on the use of open Tetra Pak® packages, which have one of their aluminized sides exposed. The aim of the study was to evaluate the thermal performance of the following insulation sheets: 50mm Styropor® , double-sided foil and Tetra Pak® sheets for fiberglass enclosures, in conditions of natural exposure to weather elements and in transitional periods in fall-winter and spring-summer. The methodological procedures in the autumn-winter transitional period comprised the comparison of air and surface temperatures of the roof elements. In spring-summer, air and surface temperatures of roof and walls (east- and south-facing) were compared and the measurement of the heat flow, to calculate the thermal resistance. The use of Tetra Pak® sheets with an upward-facing aluminized side or with double-sided coating (two glued, open Tetra Pak® packages - aluminized faces exposed) showed a reduction in the maximum surface temperature of 9.8°C and 9.3°C, respectively, and an increase in the minimum surface temperature of 2.7°C and 2.0°C, respectively. For the spring-summer transitional period, results for Tetra Pak® sheets were superior to those of Styropor® and double-sided foils.

Tratando-se de construções leves, para as condições climáticas de Curitiba, é recomendável o uso de materiais de cobertura que minimizem a transferência de calor no verão, porém evitando perdas de calor no inverno. A utilização de materiais isolantes como barreiras radiantes, formadas, por exemplo, por folhas de alumínio justapostas, pode trazer vantagens térmicas nessas duas situações. Uma opção de baixo custo para exercer a função de uma barreira radiante baseia-se no uso de embalagens Tetra Pak® , as quais têm uma de suas faces aluminizada. A pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho térmico das seguintes mantas isolantes: placas de 50 mm de Isopor® , foil dupla face e mantas Tetra Pak® em coberturas de guaritas de fibra de vidro, em condições reais de exposição aos elementos do clima e nos períodos de transição outono-inverno e primavera-verão. Os procedimentos metodológicos no período de transição outono-inverno compreenderam a comparação das temperaturas do ar e superficiais da cobertura. No período de transição primavera-verão, realizou-se a comparação das temperaturas do ar, superficiais da cobertura e das paredes face leste e face sul e da medição do fluxo de calor, para cálculo da resistência térmica. A utilização das mantas Tetra Pak® com a face aluminizada voltada para a cobertura ou com revestimento em dupla face (duas mantas Tetra Pak® coladas - ambas as faces aluminizadas expostas) apresentaram uma redução na temperatura superficial máxima de 9,8°C e 9,3°C, respectivamente e um aumento na temperatura superficial mínima de 2,7°C e 2,0°C, respectivamente. Para o período de transição primavera-verão os resultados para as mantas Tetra Pak® mostraram-se superiores aos das placas de Isopor® e do foil dupla face. / In light-weight buildings under the climatic conditions of Curitiba, it is recommended the use of roofing materials that minimize heat gains in summer while avoiding heat losses in winter. The use of insulating materials such as radiant barriers, formed, for example, by juxtaposed aluminum sheets, can bring thermal advantages in such situations. A low-cost option to perform the function of a radiant barrier is based on the use of open Tetra Pak® packages, which have one of their aluminized sides exposed. The aim of the study was to evaluate the thermal performance of the following insulation sheets: 50mm Styropor® , double-sided foil and Tetra Pak® sheets for fiberglass enclosures, in conditions of natural exposure to weather elements and in transitional periods in fall-winter and spring-summer. The methodological procedures in the autumn-winter transitional period comprised the comparison of air and surface temperatures of the roof elements. In spring-summer, air and surface temperatures of roof and walls (east- and south-facing) were compared and the measurement of the heat flow, to calculate the thermal resistance. The use of Tetra Pak® sheets with an upward-facing aluminized side or with double-sided coating (two glued, open Tetra Pak® packages - aluminized faces exposed) showed a reduction in the maximum surface temperature of 9.8°C and 9.3°C, respectively, and an increase in the minimum surface temperature of 2.7°C and 2.0°C, respectively. For the spring-summer transitional period, results for Tetra Pak® sheets were superior to those of Styropor® and double-sided foils.

Neste trabalho, compósitos de PET sob a forma de flake e pós-condensado foram preparados com teores diferenciados de fibra de vidro (0, 20, 30 e 40%). Dois tipos de fibra foram utilizados: uma fibra com tratamento superficial a base de amino-silano e outra com tratamento a base de epóxi-silano. Os compósitos foram extrusados em extrusora mono-rosca, utilizando uma rosca de filete duplo com barreira, e em extrusora dupla-rosca interpenetrante co-rotacional. Após extrusão, os compósitos foram injetados a 120 ºC que, após várias temperaturas testadas, foi a temperatura que conferiu maior grau de cristalinidade do artefato final (acima de 30%). Os compósitos foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas. Os resultados mostraram que com a utilização de uma mono-rosca apropriada ao processamento de PET com fibra de vidro foi possível produzir compósitos com boas propriedades, comparáveis aos obtidos em extrusora dupla-rosca. Em relação aos tipos de PET utilizados, verificou-se que a massa molar da matriz polimérica, maior para o PET pós-condensado, teve uma pequena influência no desempenho das propriedades analisadas. Porém foi observado que os resultados foram indiferentes ao tratamento superficial das fibras testadas. Através da determinação do comprimento das fibras por análise óptica, e dos resultados experimentais do módulo de tração dos compósitos, pode-se constatar que nos compósitos injetados as fibras estão orientadas no sentido longitudinal à deformação. Com a microscopia eletrônica de varredura verificou-se que há sempre uma melhor distribuição e dispersão das fibras, com menores vazios à medida que aumenta o teor de fibras, corroborando os resultados mecânicos, sempre crescentes com o teor incorporado. A cristalinidade obtida nos corpos de prova moldados por injeção com o molde a uma temperatura de 120 ºC, aliada à presença da fibra de vidro, leva a um aumento na temperatura de distorção térmica (HDT). As análises de raios-X mostraram que com o aumento da quantidade da fibra, os picos cristalinos característicos do PET perdem definição, o que está associado à característica amorfa da fibra. / In this work, flake and post-condensed PET composites of different glass fiber contents (0, 20, 30 and 40%) were prepared. Tow kinds of fibers were employed: one fiber having an amino silane-based surface treatment and another one having an epoxi silane-based surface treatment. The composites were extruded in a single-screw extruder with a barrier double-flight screw, and in a co-rotating interpenetrating twin-screw extruder. After extrusion the composites were injected at 120°C, this temperature being chosen after several tests indicating that it could promote the highest possible degree of crystallinity of the final product (higher than 30%). The composites were characterized as for mechanical, thermal and morphological features. Data indicate that by using a single-screw extruder proper to the processing of PET and fiber glass the properties of the obtained composites are fairly good, being comparable to those obtained from a twin-screw extruder. As for the types of PET utilized, it could be found that the molar mass of the polymeric matrix, larger for the post-condensed PET had some influence on the performance of the tested properties. On the other hand it could be observed that the surface treatment of the fibers does not influence the obtained data. Based on the optical analysis of the fiber length and the elastic modulus data it is possible to determine that the fibers of the injected composites are oriented longitudinally to the strain direction. With the aid of scanning electron microscopy (SEM), improvements in the distribution and dispersion of the fibers were always observed, with smaller voids as the fiber content increases, backing higher mechanical data as the incorporated fiber content is increased. Crystallinity resulting from injection-molded test specimens processed at 120°C, together with the presence of the glass fiber leads to a synergism in the heat distortion temperature (HDT). X-rays analyses indicate that at higher fiber content the composites show lower definition of the crystalline peaks, this being associated to the amorphous feature of the fiber.

Orientador: Luiz Carlos Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Osorio_SergioPauloAmaral_D.pdf: 8946065 bytes, checksum: 9771cf8636d67bee8eb1b92d030d0d13 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho três tipos de vidro telurito são estudados, fabricados e caracterizados, tendo em vista a fabricação de fibras ópticas de cristal fotônico. Basicamente, dois processos de fabricação de fibras de cristal fotônico foram considerados: 1) Empilhamento e puxamento, e 2) Extrusão. Os vidros teluritos fabricados são: 0,77TeO2¿0,23WO3; 0,75TeO2¿0,20Li2O¿0,05TiO2 e 0,68TeO2¿0,155ZnO¿0,05Li2CO3¿0,015Bi2O3¿0,095CsCl (mol%), dos tipos binário, ternário e quinqüenário, respectivamente, os quais foram dopados com Er2O3. As caracterizações efetuadas foram: a) Medida do índice de refração, 2) Fotoluminescência, 3) Absorbância, 4) Tempo de vida dos íons de Érbio, 5) Análise Térmica Diferencial, 6) Análise termogravimétrica e, 7) Viscosidade. Como dito anteriormente, pode-se fabricar fibras microestruturadas de telurito por extrusão, ou pelo método de empilhamento e puxamento. A extrusora disponível no laboratório de materiais vítreos foi feita para extrudar materiais polímeros. Nossa tentativa de utilizá-la para vidros telurito não foi bem sucedida. Porém, pudemos tirar algum proveito desta experiência para futuros projetos. Os tubos de vidro telurito utilizados no método de empilhamento e puxamento foram fabricados tanto por sucção vertical do vidro fundido, quanto por rotação horizontal dos tubos em chama. No primeiro método, o diâmetro interno dos tubos de revestimento diminuiu de baixo para cima, devido ao efeito da gravidade, fazendo com que o preenchimento dos mesmos com tubos capilares fosse inadequado, ou seja, a secção transversal da fibra apresentou espaços vazios não preenchidos pelos capilares. No segundo método, o diâmetro interno dos tubos de revestimento não apresentou variação significativa ao longo de seu comprimento, possibilitando, assim, um melhor preenchimento dos mesmos por tubos capilares. Embora as fibras fabricadas com tubos feitos por rotação horizontal em chama apresentem boa geometria de secção transversal, a contaminação do vidro pela chama acarreta um aumento nas perdas de potência óptica dos modos guiados. Este efeito foi eliminado pela utilização de centrifugação em um forno radiante. Verificamos, também, que as fibras microestruturadas com somente um anel de capilares ao redor do núcleo apresentam grandes perdas por confinamento. / Abstract: In this work, three types of tellurite glasses are synthesized and characterized, aiming the manufacturing of photonic crystal fibers or microstructured fibers. Basically, two types of manufacturing processes are considered: 1) Stacking and draw, and 2) Extrusion. The tellurite glasses are: 0,77TeO 2¿0,23WO3; 0,75TeO2¿0,20Li2O¿0,05TiO2 e 0,68TeO2¿ 0,155ZnO¿0,05Li2C3¿0,015Bi2O3¿0,095CsCl (mol%), composed by two, three and five types of oxides, respectively, and Erbium oxide. The glasses were characterized by: a) index of refraction, 2) photoluminescence, 3) absorbance, 4) Erbium ions lifetime, 5) Differential Thermal Analysis, 6) Thermo gravimetric Analysis, and 7) Viscosity. The extrusion machine of the laboratory was devised for polymers. Nevertheless, we tried with telluride glass but without success. The tellurite glass tubes used for the stack and draw process were manufactured by vertical suction of the melted glass as well as by horizontal rotation of the tubes in flame. For the vertical suction method, the tellurite tube inner diameter shows a taper feature from the bottom to the top of the tube, due to the gravity effect, that makes the jacket tube unsuitable for capillary filling, that is, the fiber transversal section shows empty spaces that could not be filled with capillaries. For the second method, the telluride jacket tube inner diameter do not shows a significant variation with length, so it was possible to better fill it with the capillaries. Although the fibers made with tubes manufactured by horizontal rotation in flame shows good transversal geometry, the contamination of the glass by the flame gases brought about great losses for optical guided modes. The burner was replaced by a radiant oven. We verified, also, that micro structured fibers with only one ring of capillaries around the nucleus shows great confinement loss arising from the leaky nature of the modes / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Física

Le rôle des constituants au sein des matériaux de friction pour garniture de frein est encore mal connu du fait, d’une part de la complexité des formulations de ces matériaux composites organiques, d’autre part de la sollicitation induite par le freinage qui engendre de multiples phénomènes physiques. Il s’avère donc particulièrement difficile d’établir les liens entre la composition d’une garniture et ses performances. Les travaux ont concerné une garniture de frein industrielle pour véhicule poids lourd. Une étude préalable a été réalisée du point de vue de sa microstructure et de ses constituants, de ses propriétés, de son élaboration et de ses performances en freinage. La démarche expérimentale adoptée a reposé sur le développement i) d’une formulation « modèle », déduite de la formulation industrielle par simplification de la composition, ii) d’un essai d’usure représentatif de sollicitations de freinage, pour aborder le fonctionnement tribologique des constituants dans une configuration simplifiée. Deux constituants ont été plus particulièrement étudiés, des particules de laiton et des fibres de verre introduites dans la formulation modèle prise en référence. L’analyse des performances a porté sur la compréhension des liens entre les mécanismes de frottement et d’usure, la microstructure et les propriétés des matériaux et leur comportement tribologique / The role of the constituents within friction materials for brake lining still largely unknown due to the complexity of these organic composite formulations and to the induced solicitation by braking which generates multiple physical phenomena. Therefore, it is especially difficult to establish the relationship between the composition of a brake lining and its performance. The work has concerned an industrial brake lining for heavy vehicle. A preliminary study was conducted in terms of its microstructure, constituents, properties, elaboration and its braking performance. The experimental approach was based, on the one hand, on the development of a “model” formulation, derived from the simplification of the industrial one and, on the other hand, on a specific wear test representative of braking solicitations, to take up the tribological behaviour of constituents in the framework of a simplified configuration. Brass particles and glass fibres have been particularly studied, introduced into the model formulation taken as a reference. The analysis of performance has focused on understanding the relationship between friction and wear mechanisms, microstructure and properties of materials, and their tribological behaviour