Esta pesquisa objetiva avaliar o emprego de agregados graúdos reciclados (produzidos a partir do entulho de construção e demolição) e o emprego do látex estireno-butadieno (polímero sintético) nas propriedades de concretos estruturais de média resistência. Todos os estudos são conduzidos comparando-se as propriedades de concretos com agregados naturais sem adição de látex, e de concretos com agregados graúdos reciclados com e sem adição de látex. Na primeira fase da pesquisa, são avaliadas propriedades físicas e mecânicas destes concretos. São analisados três traços (com diferentes consumos de cimento) modificados com quatro percentagens de látex e submetidos a quatro formas de cura. Os resultados da primeira fase formam a base para a segunda fase da pesquisa, na qual apenas um dos traços contendo uma determinada porcentagem de látex e sob uma única forma de cura é submetido a ensaios em célula de corrosão acelerada e aderência aço-concreto. Como resultado principal, tem-se que o emprego conjunto de agregados graúdos reciclados e látex estireno-butadieno fornece concretos com resistência mecânica equivalente aos concretos contendo agregados naturais e com desempenho em ambientes agressivos e aderência aço-concreto também semelhantes. Conclui-se, portanto, pela viabilidade do emprego destes concretos como concreto estrutural armado no que tange às propriedades avaliadas. / This research aims at evaluating the use of coarse recycled aggregates (produced from construction and demolition debris) and the use of styrene-butadiene latex (synthetic polymer) in the concrete constitution of medium resistance concrete structures. All studies are carried out comparing the concrete properties with natural aggregates without latex, and concrete with coarse recycled aggregates with or without latex. In the first stage of the research, physical and mechanical properties of these concretes are evaluated (with different cement contents) modified with four percent of latex and submitted to four cure condition. The results of the first stage produce the base for the second stage of the research, where only one of the features containing a determinate percentage of latex and under a sole form of cure condition it is submitted to tests in accelerated corrosive cell and steel-concrete adherence. As a main result, it is believed that the joint usage of coarse recycled aggregates and styrene-butadiene latex provides mechanical resistant concrete equivalent to concrete containing natural aggregates with a similar performance in aggressive environments and with steel-concrete adherence. Due to the its employment feasibility, one can conclude that this concrete is structurally armed in as far as its properties were evaluated.

Esta pesquisa apresenta um estudo de uma argamassa modificada para uso como elemento de ligação entre elementos de concreto pré-moldado. A argamassa utilizada nesta pesquisa é obtida pela introdução de látex estireno-butadieno (SB) e fibras de polipropileno a uma argamassa de cimento e areia. Estas adições modificam suas propriedades mecânicas, proporcionando o aumento da deformabilidade por diminuição do módulo de elasticidade do compósito, conferindo-lhe características favoráveis ao uso como elemento de apoio para elementos pré-moldados de concreto. Foram realizados ensaios de caracterização do compósito por meio da obtenção das resistências à compressão e à tração e, do módulo de elasticidade para corpos-de-prova cilíndricos com 50 mm de diâmetro com 100 mm de altura. Ensaios de capacidade de deformação, capacidade de rotação e capacidade de acomodação de imperfeições e distribuição das tensões foram realizados em almofadas de 150 mm x 150 mm com espessura de 10 mm. Os resultados mostraram que o material possui boa capacidade de se deformar em níveis de tensão da ordem de 10 a 20 MPa mantendo sua resiliência. Valores de rotações entre 0,01 e 0,02 rad foram obtidos nos ensaios, sendo estas maiores que os valores necessários para a maioria dos casos convencionais de projeto. Na acomodação e distribuição das tensões, a presença das almofadas promoveu uma melhora de 25% no desempenho de ligações submetidas à compressão uniforme, com rugosidades de 1,0 mm. / This research presents a study of a mortar modified to use as bearing pad between precast concrete elements. The mortar used in this research is achieved by the introduction of styrene-butadiene latex (SB) and polypropylene fibers into a cement mortar and sand, modifying their mechanical properties, as increase of the potential deformation by decrease of the composite modulus of elasticity, providing favorable characteristics to the use as bearing pad for precast concrete elements. Cylindrical samples of 50 mm of diameter with height of 100 mm were molded and tested to determination the compressive and the tensile strength and also the modulus of elasticity of the composite. Compression tests with cushions of 150 mm x 150 mm of base with thickness of 10 mm were done to determinate the deformation capacity, rotation capacity and capacity of accommodation of imperfections and distribution of the stresses between precast elements. The results showed that the material has a capacity to deform in levels of tension from 10 to 20 MPa maintaining his resilience. Values of rotations among 0,01 and 0,02 rad were obtained, being these larger ones than the necessary values for most of the conventional cases of project. In the accommodation and distribution of the stresses, the presence of the bearing pad promoted an improvement of 25% in the strength of connections subject to uniform compressive stresses, with surface irregularities of 1,0 mm.

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:35:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Graziella Ferecini Bueno Amaral1.pdf: 4073691 bytes, checksum: 8ff4dce433de3d6c54c6320e248c3e74 (MD5) Graziella Ferecini Bueno Amaral2.pdf: 2731324 bytes, checksum: 8a0dac7da8171451384cd27ab251102c (MD5) Previous issue date: 2011-03-17 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / In this study it was studied the physical-mechanical properties of elastomers based on styrenebutadiene rubber (SBR) with the addition of barite, for application of these compounds in protecting in the shielding against radiation X, for the substitution of aprons form based on elastomer fillered with lead in ergonomic and economically advantageous conditions. Elastomeric compounds were studied with different barite concentrations [50, 75, 100, 125 and 150 phr (parts for hundred of rubber)]. The studied properties were: tensile strength, tensile modulus, tear strength, permanent deformation in compression, hardness, absorption of fluid, resilience, measure of rheology, morphological analysis and characterization of attenuating materials to radiation X. Results showed that all compositions exhibit good dispersion of the filler in the matrix. It was observed that with the increase barite concentration there is an increase in hardness beyond not causing significant alteration in the tensile strenght, in the elasticity, as well as in the resistance to the tearing of the material. / Neste trabalho foram estudadas as propriedades físico-mecânicas de elastômeros a base de borracha de estireno-butadieno (SBR) com a adição de barita, para aplicação destes compostos na proteção de blindagem contra a radiação X, para a substituição de aventais a base de elastômeros carregados com chumbo em condições ergonômicas e economicamente vantajosas. Foram estudados compostos elastoméricos com diferentes concentrações de barita [50, 75, 100, 125 e 150 phr (partes por cem de borracha)]. Entre as propriedades estudadas destacam-se: resistência à tração, módulo sob tração, resistência ao rasgo, deformação permanente à compressão, dureza, absorção de fluido, resiliência, medida de reologia, análise morfológica e caracterização de materiais atenuadores à radiação X. Os resultados mostraram que todas as composições apresentam uma boa dispersão da carga na matriz. Observou-se que com o aumento da concentração de barita há um aumento na dureza além de não causar alteração significativa na resistência à tração, na elasticidade, bem como na resistência ao rasgamento do material.

O crescimento dos países em desenvolvimento aumentará em várias vezes o consumo de energia, materiais e alimentos. Para suprir essa demanda é necessário o aproveitamento racional dos resíduos gerados por processos industriais, agrícolas e lixo urbano, transformando-os em energia economicamente competitiva com as outras formas de energia, e em materiais com propriedades otimizadas. O objetivo do presente trabalho foi comparar o comportamento da sílica da casca de arroz obtida por pré-hidrólise ácida seguida de calcinação controlada (Sil-PH) com sílicas de casca de arroz comerciais obtidas simplesmente pela queima da casca (Sil-B e Sil-C) e com a sílica comercial obtida da areia quartzítica (Sil-Z), como carga de reforço em borracha de estireno-butadieno (SBR), que é a mais usada na indústria de fabricação de pneus. Estudos foram conduzidos em SBR 1502, preparados conforme norma ASTM 3191-2010. Foram adicionadas à borracha as sílicas em concentrações de 0, 10, 20 e 40 ppcb. Foram conduzidos testes físicos, químicos, mecânicos, reométricos, dinâmico-mecânicos e análise térmica, bem como ensaios de inchamento dos corpos de prova em toluol e análise microestrutural das sílicas e dos compostos por microscopia eletrônica de varredura, com o objetivo de determinar a natureza do reforço. O número de ligações cruzadas foi avaliado e a energia de formação dessas ligações foi calculada. A relação entre as metodologias de cálculo da densidade de ligações cruzadas foi também avaliada, obtendo a caracterização desse tipo de carga de reforço não somente por correlações mecânicas mas também pela energia de formação das ligações. Os resultados mostraram que quanto maior a adição de sílica, maior é sua interação com a borracha. Dentre as sílicas adicionadas, Sil-Z alcançou os maiores valores de propriedades mecânicas dos compostos, e Sil-PH mostrou os melhores resultados dentre as sílicas de casca de arroz. Por avaliação por inchamento em toluol (teste estático) e por testes de tração e testes dinâmicos foi possível afirmar que as densidades de ligações cruzadas estão correlacionadas, Usando os resultados de reometria e as equações de Arrhenius estimou-se uma energia média de ligação, concluindo que esta corresponde a uma ligação do tipo covalente. Pelos valores de tan ? confirmou-se que os compostos com Sil-PH têm maior aderência no chão molhado do que aqueles com Sil-Z. A sílica nos compostos tende a diminuir a temperatura de transição vítrea. Os resultados da análise térmica mostraram elevada estabilidade térmica dos compostos com Sil-PH e Sil-Z. A falta de cominuição adequada da Sil-PH ocasionou uma dispersão irregular da sílica na SBR, uma molhabilidade parcial da sílica pela borracha e pelo agente de acoplamento, com consequente aparecimento de falhas na estrutura do composto. Por esse motivo as propriedades mecânicas dos compostos com Sil-PH foram inferiores às dos compostos com Sil-Z. / Developing countries are increasing by several times their consumption of energy, materials, and food. To attend their demand it is necessary to rationally reuse industrial, agricultural, and municipal solid waste residues, transforming them into economically competitive energy and materials with optimized properties. The objective of this work was to compare the behavior of a rice husk silica obtained by acidic prehydrolysis and controlled calcination (Sil-PH) with commercial amorphous silicas obtained from quartzite sand (Sil-Z) and from simply burned rice husks (Sil-B and Sil-C), as reinforcing filler in styrene-butadiene rubber (SBR) composites, which is the most used rubber in the tire manufacture industry. Studies were conducted on SBR 1502 rubber according to ASTM 3191-2010 in which amorphous silicas obtained from rice husk and quartzite silica were added at concentrations of 0, 10, 20, and 40 phr. Physical, chemical, mechanical, rheometric, dynamic-mechanical tests, thermal analysis, swelling studies in toluol and scanning electron microscopy of the silicas and composite specimens were made with objective to determine the nature of reinforcement. The number of crosslinks was evaluated and the energy of formation of these bonds calculated. The correlation between the methodologies of calculation of crosslink density was also evaluated, getting the characterization of this type of reinforcing filler not only by mechanical correlations but also by the energy of their formation. The results showed that the higher the content of added silica, the greater the interaction with rubber. According to the mechanical properties values Sil-Z achieved the highest properties values but Sil-PH showed better results compared to the other types of rice husk silicas. By evaluation by swelling in toluene (static), tensile tests and dynamic tests it was possible to affirm that the crosslink densities are correlated. By using the rheometry results and the Arrhenius equations the average bound was estimated to be of a covalent type. The silica in the compounds tends to lower the values of the glass transition temperature. The evaluation of tan ? showed that Sil-PH has more stickiness on the wet floor, which is an important property to tire application. Due to the lack of appropriate grinding of the Sil-PH the dispersion of the silica on SBR was irregular; partial wetting of the silica particles by rubber and silane had also occurred. Those facts had caused failures on the compound structural integrity, with a consequent lowering of the mechanical property values as compared to the compounds with Sil-Z addition.

Neste trabalho, estudos da copolimerização em emulsão de estireno e butadieno foram realizados em duas etapas. A primeira etapa consistiu na obtenção de um modelo matemático que representasse os processos em batelada e em semicontínuo através das principais variáveis do processo. Na segunda etapa, o efeito de diversas variáveis importantes ao processo foi avaliado, dentre elas: o tempo de adição dos reagentes, o tipo de alimentação empregado e a temperatura da reação. O modelo matemático se baseia em um trabalho previamente publicado que foi adaptado para simular o processo de copolimerização de estireno e butadieno em emulsão. Foram simulados processos em batelada e em semicontínuo. Em conjunto com os resultados experimentais, foi realizada a estimação de parâmetros não obtidos na literatura utilizando o método de Marquardt. As características do processo e as propriedades do polímero, tais como, conversão, diâmetro de partícula, taxa de polimerização e pressão interna do reator também foram obtidas, fornecendo condições para otimização e avaliação do processo de polimerização em batelada e em semicontínuo. Adicionalmente, também foi proposto um modelo de equilíbrio líquido-vapor dos monômeros. Os ensaios experimentais foram realizados em reator encamisado semicontínuo de mistura com 3 litros, nos quais foram utilizados persulfato de sódio como iniciador, lauril sulfato de sódio como emulsificante e tercdodecil mercaptana como agente de transferência de cadeia. Foram estudados os efeitos da temperatura, do tipo e do tempo de alimentação utilizada. A velocidade de polimerização, os diâmetros médios de partículas, o teor de monômero residual, o teor de insolúveis e o teor de resíduos foram avaliados. A cromatografia gasosa foi aplicada com sucesso em análises de látex e monômeros com finalidades diversas, destacando-se a obtenção de coeficientes de atividade necessários ao modelo de equilíbrio líquido-vapor, análise da concentração de monômeros ao longo da reação e análise da concentração de monômero residual. / In this work, studies of the styrene butadiene emulsion copolymerization had been performed in two stages. The first stage composed of a mathematical model that represented the batch and semi continuous process. In the second stage, the effects of diverse process variables were evaluated, among them: the time of addition of the reagents, feeding type and temperature reaction. The mathematical model was based on previously published work that it was adapted to simulate the styrene butadiene emulsion copolymerization process. Batch and semi continuous processes were simulated. In assembly with the experimental results, Marquardt method was applied to estimate some parameters that wasn’t found in literature. The variable process and the properties of polymer, such as, conversion, particle diameter, rate of polymerization and pressure of the reactor had been also simulated to batch and semicontinous process. A liquid-vapor balance of monomers model was proposed. The experimental stage had been carried through in a semi continuous stirring jacket tank reactor with 3 liters. Sodium persulfate as initiating, sodium lauryl sulfate as surfactant and Tert dodecyl mercaptan as chain transference agent had been used. The effect of temperature, type and time feeding had been studied. Polymerization rate, particles diameter, residual monomer had been evaluated. The gaseous chromatography was successfully applied in analyses of latex with diverse purposes: activity coefficient estimation, adjustment of liquid-vapor model, analysis of residual monomer of the reaction and volatiles organic components concentration in final latex.

The introduction of 3D technology in the conservation of archaeological heritage has opened the gates for new researches. In the case of glass removed from the ground, their fragile state of conservation requires an extremely careful handle. That might cause its physical damage, so it should be minimized. This PhD thesis deals with the application of 3D technology in the different stages of the conservation and restoration of archeological glass objects. Alternative methods based on the substitution of the original object by its 3D model are offered instead of the traditional ones. The appearance of the glass will be required only at specific times in order to minimize its handle. The development of how to apply these techniques in a methodological way involves alternative procedures, those introduce new materials whose behavior we do not know. For this reason, a chapter has been produced to test them. In particular, we have studied the materials used in the reconstruction of missing areas which have been brought by the incorporation of 3D printed implants. In this way, it has been possible to determinate their rate of compatibility with archaeological glass conservation and restoration treatments. The proposed methodology has demonstrated that 3D technology is applicable in the field of conservation and restoration of archaeological glass. The initial problem of the 3D scanning of this material has been resolved. Furthermore, the handle rate of the objects during the reconstruction of the missing areas and in the creation of packaging has been reduced. The use of thermoplastic resins to build the gap filling has provided excellent results as the implants obtained show highly accuracy when reproducing the depth of objects decoration. Finally, concerned textures have been incorporated to virtual models by photogrammetry. Furthermore, a hypothetical recreation of the gap filling textures has been made too. These visualizations contribute to the complete reconstruction of the objects studied in 3D but without handling the originals in an excessive or unjustified way. As they are not specific from glass, the same process has been carried out on a different archaeological materials. In this way, the virtual reconstruction of an incomplete terracotta sculpture and the visualization of a paleontological skull had been made to support that. Textured models are brought through virtual and augmented reality showing the different stages of the reconstructive process to the potential audience, museum visitors and researchers. / La introducción de las tecnologías 3D en la conservación del patrimonio arqueológico ha permitido abrir nuevas vías de investigación. En el caso de los objetos de vidrio exhumados su frágil estado de conservación exige una manipulación extremadamente cuidadosa, que pone en riesgo su integridad física, por lo que ésta debe reducirse al máximo. La presente Tesis Doctoral muestra la aplicación de las tecnologías 3D en diferentes etapas de la conservación y restauración de objetos de vidrio arqueológico. Se ofrecen así métodos alternativos a los tradicionales basados en la sustitución del objeto original por su modelo 3D de forma que solo es necesaria su presencia en momentos puntuales para una mínima manipulación. Al desarrollar metodológicamente como aplicar estas técnicas se emplean procedimientos alternativos que introducen nuevos materiales cuyo comportamiento desconocemos. Por ello, se ha desarrollado un capítulo para la caracterización de estos nuevos materiales incorporados. En concreto, se han estudiado aquellos utilizados en la fase de reconstrucción del volumen perdido mediante la creación e incorporación de implantes impresos en 3D. De este modo, se ha podido determinar su grado de adecuación y compatibilidad en los tratamientos de conservación y restauración del vidrio arqueológico intervenido. La metodología propuesta ha demostrado que la tecnología 3D es aplicable en el campo de la conservación y restauración del vidrio arqueológico. Se ha resuelto la problemática inicial del escaneado en 3D de este material y se ha reducido la manipulación de los objetos durante las reconstrucciones volumétricas y en la creación de embalajes. La utilización de las resinas termoplásticas para elaborar los fragmentos faltantes ha proporcionado óptimos resultados obteniendo implantes de elevada precisión capaces de reproducir el detalle decorativo de estos objetos. Por último, en los modelos virtuales han sido incorporadas sus correspondientes texturas mediante fotogrametría llevando, también a cabo, la recreación hipotética de los faltantes de manera complementaria. Con ello se facilita la visualización y recuperación completa de los objetos estudiados en 3D sin manipular los originales de forma excesiva o no justificada. Estas visualizaciones no son específicas del vidrio y para dimensionar los resultados en su justa medida, este mismo proceso se ha llevado a cabo con material arqueológico de otra naturaleza permitiendo la reconstrucción virtual de una escultura incompleta de terracota y la visualización de un cráneo paleontológico. Se propone de esta manera como interaccionar, a través de la realidad aumentada, con los modelos texturizados y mostrar como acercar las diferentes fases del proceso reconstructivo a un público potencial, al visitante de exposiciones y a los estudiosos atraídos. / La introducció de les noves tecnologies 3D en la conservació del patrimoni arqueològic ha permès obrir noves vies d'investigació. En el cas dels objectes de vidre exhumats el seu fràgil estat de conservació exigeix una manipulació extremadament acurada, que posa en risc la seva integritat física, de manera que aquesta s'hauria de reduir al màxim. La present Tesi Doctoral mostra l'aplicació de les tecnologies 3D en diferents etapes de conservació i restauració d'objectes de vidre arqueològic. S¿ofereixen així mètodes alternatius als tradicionals basats en la substitució de l'objecte original pel seu model 3D de mena que només sigui necessària la seva presència en moments puntuals per una mínima manipulació. En desenvolupar metodològicament com aplicar aquestes tècniques s'empren procediments alternatius que introdueixen nous materials de comportament desconegut. Per tant, s¿ha desenvolupat un capítol per a la caracterització d'aquests nous materials incorporats. En concret, s'han estudiat aquells utilitzats en la fase de reconstrucció del volum perdut mitjançant la creació i incorporació d'implants impresos en 3D. D'aquesta manera, s'ha pogut determinar el seu grau d'adequació i compatibilitat en els tractaments de conservació i restauració del vidre arqueològic intervingut. La metodologia proposada ha demostrat que la tecnologia 3D és aplicable en el camp de la conservació i restauració del vidre arqueològic. S'ha resolt la problemàtica inicial de l'escanejat en 3D d'aquest material i s'ha reduït la manipulació dels objectes durant les reconstruccions volumètriques i en la creació d'embalatges. La utilització de les resines termoplàstiques per elaborar els fragments mancants ha proporcionat òptims resultats obtenint implants d'elevada precisió capaços de reproduir el detall decoratiu dels objectes. Finalment, en els models virtuals s'han incorporat les textures corresponents per mitjà de la fotogrametria, realitzant també, la recreació hipotètica dels mancants de manera complementària. Amb aquesta pràctica, s'ha facilitat la visualització i recuperació completa dels objectes estudiats en 3D sense manipular els originals de forma excessiva o no justificada. Aquestes visualitzacions no són específiques del vidre i per dimensionar els resultats en la seva justa mesura, aquest mateix procés s¿ha dut a terme amb material arqueològic d'una altra naturalesa, permetent la reconstrucció virtual d'una escultura incompleta de terracota i la visualització d'un crani paleontològic. Es proposa d'aquesta manera com interaccionar, a través de la realitat augmentada, amb els models amb textura i mostrar com acostar les diferents fases del procés constructiu a un públic potencial, al visitant d'exposicions i als estudiosos atrets. / Díaz Marín, MDC. (2017). Desarrollo metodológico para la aplicación de técnicas de adquisición e impresión 3D en conservación y restauración de vidrio arqueológico, y caracterización de materiales relacionados con la fase de reconstrucción [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90472 / TESIS

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Resumo: Esta pesquisa visa o processamento de compósitos termorrígidos laminados multifuncionais, via moldagem por compressão a quente, constituídos por fibras de carbono, resina epóxi e mantas de poli(butadieno) (BR) produzidas via processo de eletrofiação. Estas mantas têm como função proporcionar maior tenacidade ao compósito obtido, aumentando sua tolerância ao dano e consequentemente, elevando sua aplicabilidade no setor aeroespacial. Para o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, primeiramente, foram produzidas mantas de poli(butadieno) por eletrofiação. Todas as condições de processamento foram avaliadas nesta etapa do projeto. Posteriormente, estas mantas foram utilizadas para a obtenção de diferentes compósitos com resina epóxi e fibra de carbono, utilizando-se oito distintas configurações, processados via moldagem por compressão a quente. A qualidade dos compósitos fabricados foi avaliada a partir de ensaios de digestão ácida, microscopia, análise dinâmico mecânica (DMA) e inspeção acústica por ultrassom. Com o intuito de se avaliar eventuais ganhos na tenacidade à fratura dos laminados, foram realizados ensaios de excitação por impulso e resistência ao impacto, o qual foi seguido pela técnica de ultrassom. Também foram realizados ensaios de End-Notched Flexure (ENF) pelo modo II de fratura (modo de deslizamento) e ensaios de cisalhamento interlaminar (ILSS) e após os respectivos ensaios, os compósitos também foram avaliados por microscopia. A partir da técnica de eletr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research aims the processing of multifunctional laminated thermosetting composites by hot compression molding, consisting of carbon fibers, epoxy resin and polybutadiene (BR) mats produced by electrospinning. These mats can provide greater toughness to the composite obtained, increasing its damage tolerance and consequently increasing its applicability in the aerospace field. For the development of this research, polybutadiene mats were produced by the electrospinning process. All processing conditions were evaluated at this stage of the project. Subsequently, these mats were used to obtain different epoxy resin/ carbon fiber composites with 8 distinct configurations, processed by hot compression molding process. The quality of the manufactured composites was evaluated using acid digestion tests, microscopy, dynamic mechanical analysis (DMA) and acustic inspection by ultrasound. After processing, in order to evaluate possible gains in fracture toughness, these laminates were submitted impulse excitation tests, impact resistance, and after tests the specimens were analyzed by ultrasound. Also, End-Notched Flexure (ENF) testes were performed using mode II fracture (sliding mode) and interlaminar shear tests (ILSS) and after the respective tests, the composites were also evaluated by microscopy. Using the electrospinning technique, it was possible to manufacture polybutadiene microfibers successfully, and use them to process laminated composites consisting of carbon fibers ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] O estudo avalia o comportamento mecânico de uma areia reforçada com polímero, em comparação à areia pura. Foram realizados ensaios cisalhamento direto em amostras de areia pura e desta com a adição do copolímero de butadieno e estireno modificado (XSBR). O copolímero de butadieno e estireno é um elastômero composto de aproximadamente 75 porcento de butadieno e 25 porcento de estireno, presente em solução aquosa, sendo muito utilizada na indústria automobilística, para a produção de pneus. Pode ser produzido a partir dos processos de polimerização em emulsão ou polimerização em solução. A escolha destes materiais está relacionada às suas propriedades serem compatíveis as exigências para melhoramento de solos em obras geotécnicas. As amostras de areia com polímero apresentavam 50 porcento de densidade relativa, 10 porcento de umidade, nas proporções em volume água-polímero de 1:1, 1:2 e 1:4, sem tempo de cura, ou com tempos de cura de 24, 48, 72, 96, 576, 720 e 1080 horas. Foram constatadas melhorias nos parâmetros de resistência das amostras de areia com adição de polímero, em comparação aos parâmetros da areia pura, mostrando que a melhoria de solos com polímero é satisfatória para a aplicação em obras geotécnicas, como por exemplo: aterros sobre solos moles, solos de fundações superficiais e para a estabilidade de taludes. / [en] The study evaluates the mechanical behavior of a sand reinforced with polymer compared to pure sand. Direct-cut tests were carried out on pure sand samples and with the addition of modified styrene butadiene-styrene (XSBR) copolymer. The copolymer of butadiene and styrene is an elastomer composed of approximately 75 percent butadiene and 25 percent styrene, purchased in aqueous solution, being widely used in the automotive industry for the production of tires. It may be produced from the emulsion polymerization or solution polymerization processes. The choice of these materials is related to their properties being compatible the requirements for soil improvement in geotechnical works. Polymer sand samples had 50 percent relative density, 10% moisture, in water-polymer volume ratios of 1:1, 1:2 and 1:4, without curing time, or with times of cure 24, 48, 72, 96, 576, 720 and 1080 hours. Improvements in the resistance parameters of the sand samples with polymer addition were verified in comparison to the pure sand parameters, showing that the improvement of soils with polymers is satisfactory for the application in geotechnical works, such as: landfills on soft soils, soils of shallow foundations and for slope stability.

O crescimento na geração de rejeitos de equipamentos elétricos e eletrônicos (REEE), legislações mais rigorosas e o valor agregado destes materiais incentivam o desenvolvimento de tecnologias de reciclagem. Contudo, a reciclagem dos componentes poliméricos dos REEE (CP-REEE) precisa superar desafios como a degradação durante o uso e reprocessamento, a presença de diferentes aditivos nos rejeitos e a depreciação de propriedades causada pela mistura não controlada de polímeros. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um estudo sobre a reciclagem mecânica na forma de blendas poliméricas de rejeitos do copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) e do poliestireno de alto impacto (HIPS), empregando agentes compatibilizantes. No desenvolvimento do trabalho foram realizadas a caracterização dos CP-REEE, análise das propriedades mecânicas, químicas, térmicas e morfológicas dos polímeros e das blendas de ABS/HIPS nas proporções de 1:3, 1:1 e 3:1 com variações na composição dos polímeros reciclados e virgens e por fim, realizado um estudo do envelhecimento foto-oxidativo acelerado de uma blenda ABS/HIPS. Os resultados mostraram que os polímeros ABS e HIPS reciclados ainda apresentam boas propriedades mecânicas e que a presença de agentes compatibilizantes provoca o aumento da tenacidade nas blendas ABS/HIPS. A incorporação de polímeros virgens nos materiais reciclados não promove ganho significativo nas propriedades mecânicas das blendas. Blendas com até 50% de ABS demonstraram ter propriedades próximas às do HIPS, enquanto as blendas com altos teores de ABS não alcançaram valores de propriedades mecânicas similares aos do ABS virgem. O comportamento das propriedades das blendas virgens e recicladas frente ao envelhecimento fotoquímico foi similar, indicando que o material reciclado apresenta grande potencial para aplicações. O estudo de blendas ABS/HIPS de CP-REEE demonstra que o controle da composição das blendas definem a sua aplicação. / The growth in waste electrical and electronic equipment (WEEE) generation, directives more stringent and the aggregate value presents in these waste are encouraging the development of recycling technologies. However, recycling of polymeric components from WEEE (PC-WEEE) must overcome challenges such as degradation during use and reprocessing, the presence of various additives in the waste and the depreciation of properties caused by uncontrolled polymers mixture. The aim of this work was to develop a study of the mechanical recycling in the form blends with of polymeric waste of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer blends (ABS) and high impact polystyrene (HIPS) using compatibilizers. During the study was carried out the characterization of the PCWEEE and mechanical, chemical, thermal and morphological analysis of the polymers and the ABS / HIPS blends in proportions of 1:3, 1:1 and 3:1 with recycled and virgin polymers, as well as a study of the accelerated photo-oxidative aging of the ABS/HIPS blends. The results showed that ABS and HIPS recycled polymers still have good mechanical properties and the presence of compatibilization agents leads to increased toughness in ABS/HIPS blends. The incorporation of virgin polymers in recycled materials does not promote significant gain in the mechanical properties of the blends. Blends with up to 50% ABS have demonstrated to be closer to the HIPS, while blends with high content of ABS did not reach values of mechanical properties similar to the virgin ABS. The mechanical properties of virgin and recycled blends during the photochemical aging were similar, indicating that the recycled material has great potential for applications. The study of ABS/HIPS blends from PC-WEEE demonstrated that control of the blend composition establish their applications.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tatiana da Cunha Gomes Leitzke.pdf: 2438825 bytes, checksum: 8c0dbce0f01fadf8eb99d5b68ba3e534 (MD5) Previous issue date: 2003-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aiming the development of polymer materials with high toughness, poly(butadiene-coacrylonitrile) rubbers (NBRs), with acrylonitrile (AN) contents varying from 32,9 to 45,7%, were added to poly(styrene-co-acrylonitrile) (SAN) by casting, mini-extrusion and monoscrew extrusion followed by injection molding. Addition of NBR resulted in significant improvements in the impact strength and the elongation at break, that were strongly influenced by the blend composition, the AN contents and the NBR melt viscosities, but the tensile strength is slightly decreased. The best impact strength results (157,1 ± 3.7 J/m) were obtained with a 70/30 (w/w) SAN/NBR blend using NBR with 33,1% of AN and 51 ML 1+4 (100°C), being ca. 700% higher than the values for pure SAN (22,4 ± 1.1 J/m). Differential scanning calorimetry (DSC) measurements indicated a partial miscibility between the copolymers, showing a shifting of the SAN glass transition temperature from 108,1 to 101,7oC for the 70/30 blend with NBR containing 45,7% of AN. This is in agreement with infrared spectroscopy (FTIR) analysis that displayed a significant shift of the dienic band from 967 cm-1 to ca. 1060 cm-1 for all 70/30 blends, suggesting segmental interactions between NBR and SAN. Scanning electron micrographs (SEM) from fracture surfaces revealed homogeneously dispersed spherical elastomeric domains, and the appearance of yielding and/or crazing processes for all blends. The size of NBR domains decreased as the AN content increased, while the number of NBR domains decreased as the melt viscosity increased. From these results it can be concluded that SAN thoughening by the addition of NBR is directly related to the AN content and the melt viscosity of the elastomer, depending on the morphology of the dispersed rubber phase. Higher NBR domain sizes cause better impact strengths, as large rubber particles are more effective in initiating crazing processes. / Com o objetivo de desenvolver materiais poliméricos com elevada tenacidade, borrachas de poli(butadieno-co-acrilonitrila) (NBR), com teores de acrilonitrila variando de 32,9 a 45,7%, foram incorporadas ao poli(estireno-co-acrilonitrila) (SAN), por evaporação desolventes, mini-extrusão e extrusão seguida de injeção. A adição do NBR resultou em um aumento significativo na resistência ao impacto e na deformação na ruptura, que foram fortemente influenciadas pela composição da blenda, pelo teor de acrilonitrila e pela viscosidade dos NBRs, porém, houve a diminuição da resistência à tração. O melhor resultado de resistência ao impacto (157,1 ± 3.7 J/m) foi obtido para a blenda 70/30 (m/m) utilizando NBR com 33,1% de acrilonitrila e 51 ML 1+4 (100°C), um valor cerca de 700% maior que o verificado para o SAN puro (22,4 ± 1.1 J/m). A técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC) indicou uma miscibilidade parcial entre os copolímeros, mostrando o deslocamento da temperatura de transição vítrea do SAN de 108,1 a 101,7ºC para a blenda 70/30 utilizando o NBR com 45,7% de acrilonitrila. Este resultado concorda com a análise de espectroscopia de infravermelho (FTIR), que mostrou um deslocamento significativo da banda da parte butadiênica de 967 cm-1 para 1060 cm-1, para todas as blendas 70/30, sugerindo assim interações segmentais entre o NBR e SAN. A análise da superfície de fratura por microscopia eletrônica de varredura (MEV), revelou homogeneidade dos domínios elastoméricos dispersos na matriz, bem como o aparecimento de microtrincas e/ou deformação plástica para todas as blendas. O tamanho dos domínios de NBR diminui com o aumento do teor de acrilonitrila presente no NBR, enquanto a quantidade de domínios diminui com o aumento da viscosidade. A partir destes resultados conclui-se que a tenacificação do SAN com a adição de NBR está diretamente relacionada com o teor de acrilonitrila e viscosidade do elastômero e depende da morfologia da fase elastomérica dispersa na matriz. Os domínios maiores de NBR proporcionaram melhor resistência ao impacto, sendo que partículas de borracha maioresfavorecem o aparecimento de microtrincas.