Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Metalúrgica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Resumo não disponível

Neste trabalho, foram investigados corpos cerâmicos à base de vidro sodocálcico moído, oriundo de embalagens de vidro transparente, e um calcário dolomítico. O objetivo foi avaliar as propriedades do material obtido, como expansão volumétrica, resistência mecânica e condutividade térmica em função de alguns parâmetros processuais, tais como, granulometria do pó de vidro, quantidade de agente espumante e temperatura de queima. Os corpos cerâmicos foram formulados com teores entre 3% e 5% em peso de calcário dolomítico, conformados por prensagem uniaxial em uma prensa hidráulica e queimados entre 600ºC e 1000ºC. Foram variados parâmetros processuais como granulometria das matérias-primas, pressão de compactação e taxa de queima, bem como introduzido alumina para aumentar a refratariedade do produto final. A caracterização tecnológica dos corpos cerâmicos envolveu a determinação da expansão volumétrica, resistência mecânica à compressão, e condutividade térmica. A microestrutura foi avaliada utilizando-se uma lupa, microscopia eletrônica de varredura, mapeamento de elementos por microssonda EDS e análise mineralógica por difração de raios X. Os resultados mostraram que é possível obter espumas vítreas a partir de pó de vidro, utilizando calcário dolomítico como agente espumante. As espumas vítreas obtidas apresentaram valores de condutividade térmica entre 0,11 a 0,7 W/mK e valores variados de resistência mecânica sendo que, o valor máximo obtido foi 2MPa, ambos compatíveis a de produtos comerciais existentes no mercado de isolantes térmicos industriais. A espumação variou em função da quantidade de agente espumante e da temperatura de queima. Quanto maior o teor de calcário dolomítico, mais intenso foi o processo de espumação, para uma mesma temperatura de queima. Dois fenômenos dependentes da temperatura atuam decisivamente para a espumação dos corpos cerâmicos: a liberação (e expansão) de CO2 pelo calcário dolomítico e a viscosidade de fase vítrea. Temperaturas muito baixas não são suficientes para liberar CO2 e/ou vitrificar a microestrutura, assim como temperaturas excessivas levam à fuga de CO2 do corpo cerâmico pela baixa viscosidade da fase vítrea formada. A adição de Al2O3 à formulação tornou a fase vítrea menos viscosa, interferindo no processo de espumação do corpo cerâmico. / In this work, ceramic bodies made of grounded soda-lime glass from transparent glass bottles and a dolomitic lime were investigated. The objective was to evaluate the properties of the obtained material, as volumetric expansion, mechanical strength and thermal conductivity as function of some procedural parameters such as: glass powder particle mean size, amount of foaming agent, heating rate and sintering temperature. The ceramic bodies were formulated with 3 and 5 weight percent of dolomite lime, uniaxially pressed in a hydraulic press and fired within the temperature range from 600 to 1000ºC. The following procedural parameters were varied: particle size distribution of raw materials, compacting pressure and heating rate. Tests were also performed with the addition of alumina to the mixture, in the amount of 4 weight percent, in order to increase the refractoriness of the final product. The technological characterization of the ceramic bodies involved the determination of the volumetric expansion, compressive strength, and thermal conductivity. The microstructure was investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, mapping of elements in an electron beam microprobe analyzer and X-ray diffraction analysis. The results have shown that it is possible to obtain foam glass from glass powder, using dolomitic lime as foaming agent. The foam glasses presented values of thermal conductivity between 0,11W/mK and 0,7W/mK and varied values of mechanical strength, the best samples achieving a maximum of 2MPa. For both properties, the values obtained were comparable to those of commercial thermal insulating products. The foaming has varied as function of the amount of foaming agent and sintering temperature. When temperature was kept constant, higher dolomitic lime content lead to a more intense foaming process. Two temperaturedependent phenomena can act decisively on the foaming process: the release (and expansion) of CO2 by the dolomitic lime, and the viscosity of the glass phase. Low temperatures may not provide conditions for the release of CO2 and vitrification of the microstructure, and excessively high temperatures may cause the CO2 to escape from the ceramic body due to the low viscosity of the glass phase. Addition of Al2O3 to the formulation has increased the viscosity of the glass phase, therefore interfering with the foaming process of the ceramic body.

o presente trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento mecânico de um concreto asfál tico poroso, com teores variáveis de asfalto modificado e adições de fibra de vidro. o ligante utilizado consiste de um asfalto modificado com 4% de polímeros SBS (estireno-butadieno-estireno) . Os corpos de prova moldados incluem teores de asfalto entre 3,66% e 6,34% do peso total da mistura. Os teores de fibra de vidro adicionados na mistura situaram-se entre O e 1% do peso total da mistura. Foram realizados estudos de laboratório envolvendo ensaios de módulo de resiliência, permeabilidade, resistência à tração, desgaste Cantabro e deformação plástica sob cargas repetidas. Para análise dos resul tados obtidos, utilizou-se técnicas estatísticas de forma a avaliar a influência de cada um dos fatores controláveis, teor de asfalto (TA) e teor de fibra (TF) nas variáveis de resposta. A análise dos resul tados possibili tou as seguintes constatações principais: (1) quanto à resistência ao desgaste pode-se considerar que teores de asfalto superiores a 4,1% satisfazem o cri tério mínimo para proj eto; (2) existe uma contribuição cada vez mais positiva do acréscimo de fibras sobre o módulo de resiliência, com o aumento da temperatura; (3) a interação asfalto-fibra diminui a permeabilidade; (4 ) a deformação permanente foi mínima para um teor de asfalto de 4,5% e um teor de fibra de 0,4%.

Compósitos de polipropileno (PP) com cargas inorgânicas tem sido cada vez mais aplicados na obtenção de peças automotivas, eletrodomésticos e outros. O crescimento da aplicação destes materiais foi possível com o advento da tecnologia de adesão que consiste no uso de um agente que promove a interação físico-química na interface carga/matriz. Neste trabalho, o viniltrietoxisilano (VTES) foi empregado como agente de adesão em compósitos de PP com fibras de vidro curtas. A reação do VTES com PP por via radicalar foi estudada em câmara de mistura e por extrusão reativa, comparando-se os dois processos. O VTES reage com o PP na ausência de iniciador de reação radicalar em processos com alto cisalhamento. A reação modifica o comportamento reológico do polímero, sem afetar significativamente as propriedades térmicas e mecânicas. O teor de VTES tem influência sobre o peso molecular de produtos sem peróxido. Compósitos de PP contendo 20% de fibras de vidro foram obtidos por extrusão reativa e câmara de mistura, analisando-se o efeito de VTES sobre as propriedades mecânicas, reológicas e a morfologia dos produtos. Um estudo das condições de processamento por extrusão reativa é apresentado, comparando dois métodos a) pré-impregnação do polímero com os reagentes e b) adição de uma solução dos reagentes num estágio avançado da extrusora. A quebra diferenciada das fibras durante o processamento por extrusão pode ser explicada através comportamento reológico observado pelas medidas de torque na câmara de mistura O VTES age no sentido de promover a adesão na interface matriz / fibra, o que pode ser verificado pela morfologia do material. A degradação do material é influenciada pela exposição ao ar, pelo tempo de residência e pela temperatura na extrusão. O módulo dos compósitos contendo VTES é dependente do comprimento das fibras. A tensão de ruptura aumenta em presença de VTES.

Neste trabalho, espumas vítreas foram produzidas a partir de vidro sodocálcico moído, oriundo de embalagens de vidro transparente, e um carbonato sintético, utilizado como agente espumante, com composição semelhante à de um calcário dolomítico, aditivado com diferentes óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO2, Na2O, K2O, TiO2 e P2O5). O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação entre a temperatura de queima, a composição química e as porosidades obtidas em espumas vítreas, visando à otimização das propriedades tecnológicas associadas à microestrutura. Os corpos cerâmicos foram formulados com teores entre 3% e 5% em peso de carbonato sintético, conformados por prensagem uniaxial em uma prensa hidráulica e queimados entre 650ºC e 950ºC, com uma taxa de aquecimento de 150 K/h e patamar de 30 minutos. Para a avaliação da influência da composição química na expansão e nas porosidades dos corpos cerâmicos, introduziram-se separadamente diferentes óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO2, Na2O, K2O, TiO2 e P2O5). As espumas vítreas formadas foram avaliadas por sua expansão volumétrica, sendo sua microestrutura caracterizada por microscopia óptica e eletrônica de varredura e por difração de raios X. Os resultados mostraram que é possível obter espumas vítreas a partir de pó de vidro, utilizando carbonato sintético, com a introdução dos diferentes óxidos, como agente espumante. A expansão volumétrica dos corpos cerâmicos é influenciada pela viscosidade da massa de vidro fundido. Neste caso, tanto a viscosidade quanto o óxido incorporado no agente espumante irão atuar como modificadores, alterando assim a viscosidade do vidro fundido. Em relação à porosidade, a expansão volumétrica não necessariamente está relacionada ao tamanho dos poros. A temperatura de maior expansão para cada corpo cerâmico não variou com o aumento do agente espumante. O óxido adicionado é que determina a temperatura a qual irá ocorrer a expansão máxima e não a quantidade de agente espumante adicionado. A microestrutura vítrea apresentou na análise mineralógica a presença de fases cristalinas, que não variaram significativamente em função da aditivação por óxidos. / In this work, foam glasses were produced from grounded soda-lime glass from transparent glass bottles and a synthetic carbonate, used as a foaming agent, with a composition similar to a dolomitic lime, additivated with different oxides (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO2, Na2O, K2O, TiO2 e P2O5). The objective was to evaluate the relationship between the sintering temperature, chemical composition and the porosity of the foam glass, in order to optimize the technological properties associated with the microstructure. The ceramic bodies were formulated with 3 and 5 weight percent of synthetic carbonate, uniaxially pressed in a hydraulic press and fired within the temperature range from 650 to 950ºC, with a heating rate of 150 K/h and a holding time of 30 minutes. To evaluate the influence of chemical composition on the volumetric expansion and on the porosity of the ceramic bodies, different oxides (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO2, Na2O, K2O, P2O5 and TiO2) were added in the formulation. The technological characterization of the ceramic bodies involved the determination of the volumetric expansion. The microstructure was investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction analysis. The results have shown that it is possible to obtain foam glass from glass powder, using synthetic carbonate with different oxides as foaming agent. These values were comparable to those of commercial thermal insulating products. The volumetric expansion of ceramic bodies is influenced by the viscosity of the melting glass mass. In this case, both the viscosity and the incorporated oxide can act as modifiers, thus changing the viscosity of the glass. In relation to the porosity, the volumetric expansion is not necessarily related to the size of the pores. The temperature of the greatest volumetric expansion for each ceramic body did not change with higher amounts of foaming agent. The incorporated oxide determines the temperature that will occur the maximum expansion, much more than the amount of foaming agent. The microstructure showed in mineralogical analysis the presence of some crystalline phases, which did not vary in function of the incorporation of the oxides.

Compósitos de polipropileno (PP) com cargas inorgânicas tem sido cada vez mais aplicados na obtenção de peças automotivas, eletrodomésticos e outros. O crescimento da aplicação destes materiais foi possível com o advento da tecnologia de adesão que consiste no uso de um agente que promove a interação físico-química na interface carga/matriz. Neste trabalho, o viniltrietoxisilano (VTES) foi empregado como agente de adesão em compósitos de PP com fibras de vidro curtas. A reação do VTES com PP por via radicalar foi estudada em câmara de mistura e por extrusão reativa, comparando-se os dois processos. O VTES reage com o PP na ausência de iniciador de reação radicalar em processos com alto cisalhamento. A reação modifica o comportamento reológico do polímero, sem afetar significativamente as propriedades térmicas e mecânicas. O teor de VTES tem influência sobre o peso molecular de produtos sem peróxido. Compósitos de PP contendo 20% de fibras de vidro foram obtidos por extrusão reativa e câmara de mistura, analisando-se o efeito de VTES sobre as propriedades mecânicas, reológicas e a morfologia dos produtos. Um estudo das condições de processamento por extrusão reativa é apresentado, comparando dois métodos a) pré-impregnação do polímero com os reagentes e b) adição de uma solução dos reagentes num estágio avançado da extrusora. A quebra diferenciada das fibras durante o processamento por extrusão pode ser explicada através comportamento reológico observado pelas medidas de torque na câmara de mistura O VTES age no sentido de promover a adesão na interface matriz / fibra, o que pode ser verificado pela morfologia do material. A degradação do material é influenciada pela exposição ao ar, pelo tempo de residência e pela temperatura na extrusão. O módulo dos compósitos contendo VTES é dependente do comprimento das fibras. A tensão de ruptura aumenta em presença de VTES.

MORAES, Maria Denise Rodrigues. Efeito do envelhecimento de restaurações de cimento de ionômero de vidro na desmineralização do esmalte e dentina : estudo in situ. 2010. 50 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Fortaleza, 2010. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2011-12-14T14:06:46Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_mdrmoraes.pdf: 1564067 bytes, checksum: 603263b0b3fe63d6e904c14de20300c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Eliene Nascimento(elienegvn@hotmail.com) on 2012-02-01T14:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_mdrmoraes.pdf: 1564067 bytes, checksum: 603263b0b3fe63d6e904c14de20300c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-01T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_mdrmoraes.pdf: 1564067 bytes, checksum: 603263b0b3fe63d6e904c14de20300c3 (MD5) Previous issue date: 2010 / The beneficial of resin modified glass ionomer cement (RMGIC) restorations in caries inhibition may be questioned due to F-dentifrice use and ageing of the restorations. Objective: To evaluate the effect of an ageing process on caries around cemento-enamel junction restorations in the presence of fluoride from RMGIC or dentifrice. Methods: A randomized double-blind crossover in situ study was performed in 2 phases of 14 days. Sixteen volunteers wore palatal devices containing dental slabs restored with composite resin (CR) or RMGIC, either aged or unaged. The slabs were exposed to a 20% sucrose solution, 10x/day and the volunteers used a non-F or an F-dentifrice 3x/day. The biofilm formed over the slabs was analyzed to determine the counts of total streptococci, mutans streptococci and lactobacilli as well as F-concentration. Results: Enamel demineralisation was determined by cross-sectional microhardness (CSMH) at the margin of the restoration. Kruskal–Wallis and factorial ANOVA, followed by Tukey test, were used to data evaluation (p<0.05). No statistically significant differences were found in the cariogenic microbiota. F-concentration in biofilm was higher for RMGIC restorations. For enamel, higher demineralization around CR restorations was observed regardless dentifrice or ageing process. For dentine, higher demineralization was observed around aged RC restorations without F-dentrifice use. Conclusions: These results suggest that RMGIC restorations provided protection against secondary caries either for enamel and dentine, while ageing process affects caries development in dentine, increasing caries progression. / O benefício de restaurações de cimento de ionômero de vidro modificado por resina (RMGIC) na inibição de cáries pode ser questionado na presença de dentifrício fluoretado e de restaurações envelhecidas. Objetivo: Avaliar o efeito do processo de envelhecimento em cáries ao redor de restaurações na junção amelo-cementária, na presença de flúor proveniente de RMGIC ou dentifrício. Métodos: Um estudo in situ randomizado duplo cego e cruzado foi realizado em duas fazes de 14 dias. Desesseis voluntários utilizaram um dispositivo intraoral contendo blocos de dentes restaurados com resina composta (CR) ou RMGIC, tendo sofrido ou não o processo de envelhecimento. Os blocos foram expostos a uma solução de 20% de sacarose, 10x/dia e os voluntários usaram dentifrício com ou sem flúor 3x/dia. O biofilme formado sobre os blocos foi analizado para determinar a contagem de streptococos totais, estreptococos mutans e lacatobacilos, assim como a concentração de flúor. Resultados: A desmineralização do esmalte foi determinada por meio de microdureza longitudinal na margem da restauração. Foram utilizados os testes de Kruskal–Wallis e ANOVA fatorial, seguidos pelo teste de Tukey (p<0.05). Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes na microbiota cariogência. A concentração do flúor no biofilme foi maior para restaurações de RMGIC. Para o esmalte, independente do uso do dentifrício ou do processo de envelhecimento, houve maior desmineralização ao redor de restaurações de CR. Para a dentina, na ausência do dentifrício fluoretado, houve maior desmineralização ao redor de restaurações de resina composta envelhecidas. Conclusão: Os resultados sugerem que restaurações RMGIC promovem proteção contra cárie em esmalte e dentina, enquanto que o processo de envelhecimento afeta o desenvolvimento de cárie em dentina, aumentando a progressão da cárie.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-24T03:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348639.pdf: 7800466 bytes, checksum: be93dbcd54b4058511c761928ca1afd1 (MD5) Previous issue date: 2017 / O surgimento dos concretos de alto desempenho (CAD) tem como pre-missa a preocupação com a durabilidade da estrutura, porém por apresentarem maior refinamento dos poros e maior consumo de cimento, acabam se mostrando vulneráveis aos efeitos autógenos de retração, aumentando a possibilidade de fis-suração do concreto. Uma vez fissurado, é facilitado o ingresso dos agentes agres-sivos na estrutura, promovendo a deterioração, perda de durabilidade e com avanço do tempo, perda de estabilidade mecânica. Dentro desse cenário, se faz importante estudar métodos para combater a deformação do concreto devido à retração e, melhoramentos do material frente à capacidade de resistir à fissuração. Desta forma, objetivo deste trabalho é produzir um concreto de alto desempenho com retração controlada utilizando microfibras de vidro. Portanto, nesta pesquisa foi realizado ensaios de retração livre, objetivando descrever a capacidade da mis-tura em se deformar devido ao efeito do fenômeno de retração; ensaio de retração restringida, dando como resposta a deformação e tempo para surgimento da fis-suração do material; além da caracterização no estado fresco e no estado endure-cido. Foram confeccionados CADs com duas relações A/Agl (A/Agl) diferentes, sendo utilizado as relações de 0,25 e 0,32; e as adições de fibras ocorreram em teores de 0,20%; 0,25% e 0,30% do volume de concreto. Concluiu-se, portanto, para os teores estudados, a incorporação de fibra auxiliou na diminuição da de-formação devido à retração autógena livre, principalmente para as misturas com relação A/Agl 0,32, onde apresentou diminuição da deformação em até 75% em relação com sua referência. Quando restringida, foi possível notar que ao adicio-nar fibra, o concreto apresentou menor deformação, porém não ocorreu diferença significativa entre as misturas quanto ao tempo necessário para a fissuração do concreto. Quanto às propriedades mecânicas, ocorreu a diminuição dos valores de resistência à compressão e de módulo de elasticidade da mistura até os 7 dias, período onde é de extrema importância quando se espera combater a fissuração por retração autógena, efeito que pode ser atribuído por falha de amostragem e elevada quantidade de fibra incorporada, resultando em heterogeneidade do CADRF. Elevados teores de fibra resultam em acréscimo do teor de ar incorpo-rado na mistura resultando em diminuição das propriedades mecânicas do CADFR. Portanto é possível afirmar que a incorporação de fibra possui influência nos parâmetros analisados, porém se deve estudar melhor o volume de fibras a ser incorporados, uma vez que elevados teores pode resultar em perda de eficiên-cia mecânica, não proporcionando o benefício que se busca ao incorporar as fibras no concreto.<br> / Abstract : The emergence of high performance concrete (HPC) has as a premise a concern with a durability of the structure, however, because they present greater pore re-finement and higher cement consumption, they are shown to be vulnerable to the autogenous effects of retraction, with the possibility of cracking the concrete. Once cracked, it is facilitated the entry of aggressive agents into the structure, promoting deterioration, loss of durability and with advancement of time, loss of mechanical stability. Within one scenario, it is important to study methods to combat concrete deformation due to shrinkage and material improvements over the ability to withstand cracking. In this way, the objective of this work is to pro-duce a high-performance concrete with controlled retraction using glass microfi-bers. Thus, in the research was carried out free retraction tests, aiming to describe a mixing ability to deform due to the effect of retraction phenomenon; Restricted retraction test, giving as answer the deformation and time for the appearance of the cracking of the material; In addition to the characterization is not fresh and not hardened state. HPC?s were made with two different Water / Binder (W/B) ratios, being used as ratios of 0.25 and 0.32; And the fiber additions were set at 0.20%; 0.25% and 0.30% of the concrete volume. Therefore, an incorporation of auxiliary fibers in the reduction of the tests due to the autonomous retraction, mainly for the mixtures with W/B ratio of 0.32, 75% in relation to its reference, was concluded for the studied contents. When restricted, there may or may not be a combination of fibers, or no lower formability, but there is no significant dif-ference between the mixtures as to the time required for cracking the concrete. As for the mechanical properties, there was a decrease in the values of compres-sive strength and modulus of elasticity of the mixture up to 7 days, the period where it is of the utmost importance when it is expected that the fight against cracking by autogenous retraction, an effect that can Be attributed by sampling failure and high amount of fiber incorporated, resulting in heterogeneity of the FRHPC. High fiber content results in an increase in the air content incorporated in the mixture resulting in a decrease in the mechanical properties of the FRHPC. Thus, it is possible to consider that a fiber incorporation has influence on the parameters analyzed, but it is better to study the fiber volume to be incorporated, since high can result in loss of mechanical efficiency, not providing the benefit that is sought to incorporate like fibers in the concrete.