Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:292 / REDE CELPA - Centrais Elétricas do Pará / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The research field of construction pathology has been steadily growing lately due to natural degradation observed in different structures. In this sense, great attention has been devoted to special concrete structures such as hydroelectric power plants (HPP) because of their complexity and importance, socially as well as economically. One of the pathologies that is most found in these structures is hydraulic abrasion of concrete, which can lead, in extreme cases, structures to complete failure. The objective of this research work is to obtain and analyze test data of various repair materials regarding their resistance to hydraulic abrasion as well as their respective adherence systems. The research was divided into three phases: the purpose of the first phase was to investigate the physical and mechanical characteristics of the repair materials; the objective of the second phase was to analyze the compatibility between the repair material and the substrate through the evaluation of adherence by the slant shear test; Finally, the purpose of the third phase was to provide data about the abrasion resistance of the repair materials through the ASTM C1138 testing method. In the first phase, axial compression tests and consistence tests were perfomed with the concretes and mortars used as deep and superficial repairs at 3, 7 and 28 days. In the second phase, adherence tests were made, at 3 and 28 days, in the adhesive systems, which consisted of polymers and cement based materials. In the last phase, the same repair materials of the first phase were used: cement based mortars and concretes with and without pozolanic addition silica fume and high reactive metakaolin and an epoxy mortar at 3 and 28 days of age. As results, axial compression strengths between 40 to 65 MPa were obtained for the cementitious materials at 3 days of age and between 60 to 80 MPa at 28 days. Meanwhile the epoxy mortars strength was 20 MPa for both ages. The mortars consistency was thixotropic, while the concretes ones were very fluid. Regarding the adherence tests, the surfaces were first scarified, then clean and wet, which provided a condition for the cementitious adhesives to perform much better than the polymeric ones, even for those that were recommended for adhesion in wet substrates. In the abrasion test phase, a new methodology was used to prepare the concrete substrates before the application of the repair materials. The repair that achieved the best results under abrasion was the epoxy mortar. No statistically significant difference was observed between the concretes with and without pozzolanic additions. In general, the mortars wear, especially at 3 days, was larger than the concretes wear, in which the presence of two stages of rate of degradation were clearly verified, due to the abrasion resistance of the coarse aggregates. Therefore, it was possible to identify different stages of abrasion wear for the tested concretes. / A área de pesquisa em patologia das construções vem crescendo muito ultimamente, devido à degradação natural observada nos mais diversos tipos de edificações. Neste sentido, grande atenção vem sendo dispendida às estruturas de concreto de obras especiais como usinas hidrelétricas (UHEs) em virtude de sua complexidade e importância, tanto social quanto econômica. Uma das patologias que mais ocorrem nestas estruturas é a abrasão hidráulica do concreto, a qual pode levar a construção à ruína, em casos extremos. Este trabalho visa obter e analisar dados de vários materiais de reparo quanto à resistência à abrasão hidráulica e quanto aos seus respectivos sistemas de aderência. Dividiu-se a pesquisa em três grandes etapas: na primeira verificaria as características físicas e mecânicas dos materiais de reparo, a segunda analisaria a compatibilidade entre reparo e substrato através da aderência obtida no ensaio de compressão na junta diagonal e a terceira forneceria dados sobre a resistência à abrasão dos reparos através do ensaio ASTM C1138. Na primeira etapa foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e consistência dos concretos e argamassas utilizados como reparos profundos e superficiais para as idades de 3, 7 e 28 dias; Na segunda, aos 3 e 28 dias de idade, foram realizados os ensaios de aderência dos sistemas adesivos, abrangendo materiais cimentícios e à base de polímeros; Na última etapa foram utilizados os mesmos materiais de reparo da primeira: argamassas e concretos à base de cimento com e sem adição de pozolanas sílica ativa e metacaulim e argamassa à base de resina epóxi aos 3 e 28 dias. Como resultados, foram obtidas resistências à compressão axial entre 40 e 65 MPa para os materiais cimentícios aos 3 dias de idade e entre 60 e 80 MPa aos 28 dias, enquanto que para a argamassa epóxi a resistência foi de 20 MPa para ambas as idades. A consistência das argamassas foi tixotrópica, enquanto que a dos concretos foi bastante fluida. Quanto à aderência, realizou-se a aplicação dos adesivos em superfícies escarificadas, limpas e encharcadas, o que possibilitou uma expressiva vantagem dos adesivos à base de cimento e relação aos poliméricos, mesmo estes sendo indicados para colagem em substratos úmidos. Na etapa de abrasão dos reparos, utilizou-se uma nova metodologia de preparo dos substratos de concreto e posterior aplicação dos reparos, classificados em profundos ou superficiais. O reparo que apresentou maior resistência à abrasão foi o de argamassa epóxi. Não houve diferença estatística significativa entre os concretos sem adição e com adição de sílica ativa e metacaulim de alta reatividade. Em geral, o desgaste das argamassas, especialmente aos 3 dias, foi maior que o dos concretos, onde se verificou claramente a presença de dois estágios de taxa de desgaste em função da resistência à abrasão dos agregados graúdos. Assim, foi possível identificar diferentes estágios de desgaste para os concretos utilizados.

O aumento nos rejeitos industriais e a contínua produção de resíduos causam muitas preocupações no âmbito ambiental. Neste contexto, o descarte de pneus usados tem se tornado um grande problema por conta da pequena atenção que se dá à sua destinação final. Assim sendo, essa pesquisa propõe a produção de uma mistura polimérica com polipropileno (PP), a borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e o pó de pneu (SRT). A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), coleção de técnicas estatísticas e matemáticas úteis para desenvolver, melhorar e optimizar processos, foi aplicada à investigação das misturas ternárias. Após o processamento adequado em extrusora de dupla rosca e a moldagem por injeção, as propriedades mecânicas de resistência à tração e resistência ao impacto foram determinadas e utilizadas como variáveis resposta. Ao mesmo tempo, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para a investigação da morfologia das diferentes misturas e melhor interpretação dos resultados. Com as ferramentas estatísticas específicas e um número mínimo de experimentos foi possível o desenvolvimento de modelos de superfícies de resposta e a otimização das concentrações dos diferentes componentes da mistura em função do desempenho mecânico e além disso com a modificação da granulometria conseguimos um aumento ainda mais significativo deste desempenho mecânico. / The increase in industrial waste and solid waste production cause many concerns in the environment. In this context, the disposal of used tires has become a major problem because of the little attention given to their final destination. Therefore, this research proposes the production of a polymer blend of polypropylene (PP), rubber of ethylene-propylene-diene (EPDM) and tire dust (SRT). The Response Surface Methodology (RSM), a collection of mathematical and statistical techniques useful for developing, improving and optimizing processes, was applied to the investigation of ternary mixtures. After proper processing on twin screw extrusion and injection molding, the mechanical properties of tensile and impact strength were determined and used as response variables. At the same time, scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the morphology of different blends and better interpretation of results. With specific statistical tools and a minimum number of experiments it was possible to develop models of response surfaces and the optimization of the concentrations of different components of the mixture depending on the mechanical performance and even with the change in particle size could increase even more significant this mechanical performance.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito do agente compatibilizante de anidrido maleico (PE-g-MAH) nas propriedades da blenda polimérica híbrida contendo o composto low smoke zero halogen e polietileno de alta densidade (LSZH/HDPE), visando a obtenção de um material adequado para uso em cruzetas separadoras de cabos de telecomunicações. Os requisitos exigidos a esta função são capacidade de isolamento elétrico, para evitar que os campos magnéticos gerados pelos pares condutores causem interferência na transmissão de dados dos pares adjacentes, e resistência à flamabilidade, devido à crescente preocupação sobre os riscos à saúde e ambientais no caso de incêndios. Os compostos LSZH são utilizados na fabricação de cabos por serem materiais resistentes à chama e livres de halogênios, porém não detém capacidade de isolamento elétrico. O HDPE é um material dielétrico, mas não possui a resistência à flamabilidade. O PE-g-MAH é um agente compatibilizante que melhora a resistência a flamabilidade de blendas poliméricas híbridas pelo aumento da dispersão das cargas antichama. A blenda LSZH/HDPE foi analisada com a adição de diferentes proporções de compatibilizante com o objetivo de se obter a proporção que apresenta propriedades mais adequadas à aplicação em cruzetas separadoras. Foram fabricadas amostras contendo 75% de LSZH-A (índice de oxigênio 33 %) com aplicação de 8%, 10% e 12% de PE-g-MAH, e amostras contendo 75% do LSZH-B (índice de oxigênio 37 %) com a aplicação de 10% e 12 % de PE-g-MAH em blendas. Observou-se que a adição do compatibilizante aumenta a dispersão das cargas antichama, melhora a resistência a flamabilidade e diminui a capacidade de isolamento elétrico da blenda. A proporção 75/13/12 LSZH-B/HDPE/PE-g-MAH apresentou as propriedades mais apropriada para emprego em cruzetas separadoras, com índice de oxigênio de 33,6%, constante dielétrica em 1 MHz de 3,06, resistividade volumétrica de 3,05.10 15 Ohm.cm, resistência a tração de 14,47 MPa e alongamento a ruptura de 412 %. / This paper presents a study on the effect of the compatibilizing PE-g-MAH on the properties of the hybrid polymer blends of low smoke zero halogen and high density polyethylene LSZH / HDPE, aiming at obtaining a suitable material for use in cross web of telecommunication cables. The requirements for this function are electrical insulation capability, to avoid electromagnetic interference between the conductor pair’s constituent of the cable, and resistance to flammability, due to the growing concern about the health and environmental risks in the event of fires. LSZH compounds are used in the manufacture of cables because they are flame-resistant and halogen-free materials, but have no electrical insulation capacity. HDPE is a dielectric material, but it lacks the flammability resistance. PE-g-MAH is a compatibilizing that improves the flammability resistance of hybrid polymer blends by increasing the dispersion of the flame retardant loads. The LSZH / HDPE blend was analyzed with the addition of different proportions of PE-g-MAH in order to obtain the proportion that presents properties more suitable for the application in cross web. Samples containing 8%, 10% and 12% PE-g-MAH were prepared in blends containing 75% LSZH-A (LOI 33 %) and 10% and 12% PE-g-MAH samples in blends containing 75% of LSZH- B (LOI 37 %). It was observed that the addition of PE-g-MAH increases the dispersion of the flame-retardants, improves the flammability resistance and decreases the electrical insulation capacity of the blender. The ratio 75/13/12 LSZH-B / HDPE / PE-g-MAH presented the most suitable properties for use in cross web, with oxygen index of 33.6%, dielectric constant at 1 MHz of 3.06, resistivity 3.05.1015 Ohm.cm, tensile strength of 14.47 MPa and elongation at break of 412%.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito do agente compatibilizante de anidrido maleico (PE-g-MAH) nas propriedades da blenda polimérica híbrida contendo o composto low smoke zero halogen e polietileno de alta densidade (LSZH/HDPE), visando a obtenção de um material adequado para uso em cruzetas separadoras de cabos de telecomunicações. Os requisitos exigidos a esta função são capacidade de isolamento elétrico, para evitar que os campos magnéticos gerados pelos pares condutores causem interferência na transmissão de dados dos pares adjacentes, e resistência à flamabilidade, devido à crescente preocupação sobre os riscos à saúde e ambientais no caso de incêndios. Os compostos LSZH são utilizados na fabricação de cabos por serem materiais resistentes à chama e livres de halogênios, porém não detém capacidade de isolamento elétrico. O HDPE é um material dielétrico, mas não possui a resistência à flamabilidade. O PE-g-MAH é um agente compatibilizante que melhora a resistência a flamabilidade de blendas poliméricas híbridas pelo aumento da dispersão das cargas antichama. A blenda LSZH/HDPE foi analisada com a adição de diferentes proporções de compatibilizante com o objetivo de se obter a proporção que apresenta propriedades mais adequadas à aplicação em cruzetas separadoras. Foram fabricadas amostras contendo 75% de LSZH-A (índice de oxigênio 33 %) com aplicação de 8%, 10% e 12% de PE-g-MAH, e amostras contendo 75% do LSZH-B (índice de oxigênio 37 %) com a aplicação de 10% e 12 % de PE-g-MAH em blendas. Observou-se que a adição do compatibilizante aumenta a dispersão das cargas antichama, melhora a resistência a flamabilidade e diminui a capacidade de isolamento elétrico da blenda. A proporção 75/13/12 LSZH-B/HDPE/PE-g-MAH apresentou as propriedades mais apropriada para emprego em cruzetas separadoras, com índice de oxigênio de 33,6%, constante dielétrica em 1 MHz de 3,06, resistividade volumétrica de 3,05.10 15 Ohm.cm, resistência a tração de 14,47 MPa e alongamento a ruptura de 412 %. / This paper presents a study on the effect of the compatibilizing PE-g-MAH on the properties of the hybrid polymer blends of low smoke zero halogen and high density polyethylene LSZH / HDPE, aiming at obtaining a suitable material for use in cross web of telecommunication cables. The requirements for this function are electrical insulation capability, to avoid electromagnetic interference between the conductor pair’s constituent of the cable, and resistance to flammability, due to the growing concern about the health and environmental risks in the event of fires. LSZH compounds are used in the manufacture of cables because they are flame-resistant and halogen-free materials, but have no electrical insulation capacity. HDPE is a dielectric material, but it lacks the flammability resistance. PE-g-MAH is a compatibilizing that improves the flammability resistance of hybrid polymer blends by increasing the dispersion of the flame retardant loads. The LSZH / HDPE blend was analyzed with the addition of different proportions of PE-g-MAH in order to obtain the proportion that presents properties more suitable for the application in cross web. Samples containing 8%, 10% and 12% PE-g-MAH were prepared in blends containing 75% LSZH-A (LOI 33 %) and 10% and 12% PE-g-MAH samples in blends containing 75% of LSZH- B (LOI 37 %). It was observed that the addition of PE-g-MAH increases the dispersion of the flame-retardants, improves the flammability resistance and decreases the electrical insulation capacity of the blender. The ratio 75/13/12 LSZH-B / HDPE / PE-g-MAH presented the most suitable properties for use in cross web, with oxygen index of 33.6%, dielectric constant at 1 MHz of 3.06, resistivity 3.05.1015 Ohm.cm, tensile strength of 14.47 MPa and elongation at break of 412%.

O aumento nos rejeitos industriais e a contínua produção de resíduos causam muitas preocupações no âmbito ambiental. Neste contexto, o descarte de pneus usados tem se tornado um grande problema por conta da pequena atenção que se dá à sua destinação final. Assim sendo, essa pesquisa propõe a produção de uma mistura polimérica com polipropileno (PP), a borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e o pó de pneu (SRT). A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), coleção de técnicas estatísticas e matemáticas úteis para desenvolver, melhorar e optimizar processos, foi aplicada à investigação das misturas ternárias. Após o processamento adequado em extrusora de dupla rosca e a moldagem por injeção, as propriedades mecânicas de resistência à tração e resistência ao impacto foram determinadas e utilizadas como variáveis resposta. Ao mesmo tempo, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para a investigação da morfologia das diferentes misturas e melhor interpretação dos resultados. Com as ferramentas estatísticas específicas e um número mínimo de experimentos foi possível o desenvolvimento de modelos de superfícies de resposta e a otimização das concentrações dos diferentes componentes da mistura em função do desempenho mecânico e além disso com a modificação da granulometria conseguimos um aumento ainda mais significativo deste desempenho mecânico. / The increase in industrial waste and solid waste production cause many concerns in the environment. In this context, the disposal of used tires has become a major problem because of the little attention given to their final destination. Therefore, this research proposes the production of a polymer blend of polypropylene (PP), rubber of ethylene-propylene-diene (EPDM) and tire dust (SRT). The Response Surface Methodology (RSM), a collection of mathematical and statistical techniques useful for developing, improving and optimizing processes, was applied to the investigation of ternary mixtures. After proper processing on twin screw extrusion and injection molding, the mechanical properties of tensile and impact strength were determined and used as response variables. At the same time, scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the morphology of different blends and better interpretation of results. With specific statistical tools and a minimum number of experiments it was possible to develop models of response surfaces and the optimization of the concentrations of different components of the mixture depending on the mechanical performance and even with the change in particle size could increase even more significant this mechanical performance.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Devido a preocupações com o meio ambiente e aos avanços tecnológicos na área química e florestal, alternativas tecnológicas são buscadas para o desenvolvimento de novos produtos. Os painéis de madeira colados lateralmente, EGP, possibilitam a otimização do uso de recursos florestais e são compostos por sarrafos de madeira unidos através de ligação adesiva nas laterais e de topos, sendo avaliados segundo a norma EN-13353. Esses painéis podem ser fabricados com adesivo poliacetato de vinila, PVAc e emulsão polimérica de isocianato, EPI, que são provenientes do petróleo. O adesivo de poliuretano derivado do óleo da mamona é uma alternativa para substituir estes adesivos, pois é um material que não possui solvente, é biodegradável e procedente de matéria-prima renovável. O objetivo deste trabalho foi avaliar o adesivo poliuretano que procede do óleo de mamona para a produção de painéis colados lateralmente. Foram utilizadas as espécies de Pinus taeda e Tectona grandis para a colagem com o adesivo de poliuretano e comparados com os adesivos PVAc e EPI, com prensagens em diferentes tempos, proporções de poliol e pré- polímero e diferentes gramaturas submetidas a condicionamentos de acordo com a norma EN-13353 para a avaliação da qualidade de colagem de painéis de madeira sólida. Todos os corpos de prova foram avaliados pelo ensaio de cisalhamento na linha de cola. Observou-se que o tempo mais indicado para a produção de EGP com o adesivo PU para a espécie Pinus taeda foi de 4 horas, com proporção de 1:0,7 e gramatura de 180 g/m² e para espécie Tectona grandis foi de 4 horas, com proporção de 1:0,7 e gramatura de 120 g/m², sendo que todos os valores atenderam à norma para painéis colados lateralmente EN-13353 e foram superiores aos valores obtidos com adesivos PVAc e EPI. / Due to concerns about the environment and technological advances in the chemical and forestry area, technological alternatives are sought for the development of new products. The Edge Glued Panels, EGP, enable the optimization of the use of forest resources and are composed of wood joints joined by adhesive bonding on the sides and tops and evaluated according to EN-13353.These panels can be manufactured with vinyl polyacetate adhesive, PVAc and emulsion polymer isocyanate, epoxy, which are derived from petroleum. The polyurethane adhesive derived from castor oil is an alternative to replace these adhesives, since it is a material that has no solvent, is biodegradable and derived from renewable raw material. The objective of this work was to evaluate the polyurethane adhesive derived from castor oil for the production of Edge Glued Panels. The Pinus taeda and Tectona grandis species were used for bonding with the polyurethane adhesive and compared with the PVAc and EPI adhesives, with pressings at different times, proportions of polyol and prepolymer and different weights subjected to conditioning according to standard EN-13353 for the evaluation of the bonding quality of solid wood panels. All the specimens were evaluated by the shear test on the glue line. It was observed that the time most suitable to produce EGP with the PU adhesive for Pinus taeda was 4 hours, with a ratio of 1: 0.7 and weight of 180 g / m² and for Tectona grandis species it was 4 hours, with a ratio of 1: 0.7 and 120 g / m², where all values met the standard for laterally bonded panels EN-13353, and were higher than the values obtained with PVAc and EPI adhesives.

Compósitos verdes são caracterizados por possuir matriz polimérica e reforço derivado de fontes naturais. Polímeros derivados do petróleo não são biodegradáveis e possuem solventes orgânicos na sua composição. Solventes orgânicos são tóxicos e poluentes. A poliuretana derivada do óleo de mamona é derivada de fonte renovável, biodegradável e não possui solventes orgânicos em sua composição. A casca de pinhão é um resíduo do pinhão, semente do pinheiro de Paraná. O objetivo desse trabalho é desenvolver e caracterizar o compósito de casca de pinhão com PU derivada do óleo de mamona. A fibra foi caracterizada quimicamente, por FTIR, TGA e MEV. A PU foi caracterizada por ensaio de resistência à flexão, FTIR e TGA e os compósitos, por testes de densidade, absorção de água, inchamento em espessura, resistência à flexão de três pontos, FTIR e TGA. A superfície da fratura foi avaliada por MEV e a homogeneidade dos compósitos por perfil de densidade e raios-X. O compósito de 35%PU apresentou resistência à flexão de 51,55 MPa, densidade de 1018 kg/m³, absorção de água em 24 horas de 7,95% e inchamento em espessura em 24 horas de 5,36%. O material apresenta propriedades mecânicas apropriadas para uso em mobiliário e artesanato. / Polymeric composites reinforced with natural fibers are denominated green composites. Polymers comes from petroleum source, a non-biodegradable material and has volatile organic compounds, VOC, in its composition. Organic solvent are toxics and pollute the environment. The Polyurethane derived from castor oil is polymer produced from renewable sources, biodegradable material and there are no VOC in its composition. Araucária pine nut shell is a residue from its Araucaria pine seed. The aim of this work is to develop and characterize composites of pine nut shell with polyurethane derived from castor oil. The fiber was chemically characterized, thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). PU was characterized by flexural strength, FTIR and TGA and composites was characterizes by density test, water absorption and swelling in thickness, flexural strength, FTIR, TGA. SEM evaluated the fracture surface and X-ray and vertical density profile verified the composites homogeneity. 35%PU composites presented flexural strength of 51,55 MPa, density of 1018 kg/m³, 7,95% of 24h water absorption and 5,36% of 24h swelling in thickness of. The material exhibits properties suitable for use in furniture and handicrafts.