Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:40Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:299 / The purpose of this research was to study the mechanical behavior of a laminated structural eco-composite applied as divisional panels of ambients, constructed by commercial resin polyurethane based on castor oil, another commercial resin of unsaturated polyester and jute fabric, from sacks. The weight content of 44,32% of natural fiber (jute) and of natural based resin (castor oil) enable this material to be called eco-composite. It were realized tensile, compressive, flexural, Charpy impact and falling dart impact tests on components of composite to verify their contribution to the properties of composite. The tensile tests were realized on polyurethane matrix, on jute fabrics, on hybrid matrix (polyurethane resin and polyester resin) and on composite. The compressive tests were realized on polyurethane matrix, on polyester matrix, on hybrid matrix and on composite. The flexural tests were realized on polyester matrix, on hybrid matrix and on composite. The impact tests were realized on polyurethane matrix, on polyester matrix, on hybrid matrix and on composite. The results showed the composite has good impact and tensile behaviors. / Esta pesquisa teve como objetivo o estudo do comportamento mecânico de um eco-compósito em estrutura laminada para aplicação como painéis divisórios de ambientes utilizando uma resina comercial poliuretana a base natural de óleo de mamona, uma resina comercial de poliéster insaturada e um tecido de juta como reforço, obtido de sacarias. A fração em massa de produto natural (juta) ou de base natural (poliuretana a base de óleo de mamona) totalizou 44,32%, habilitando sua denominação como eco-compósito. Foram realizados os ensaios de tração, de compressão, de flexão, de impacto Charpy e de impacto por queda de dardo nos materiais constituintes do compósito para verificação da contribuição de cada material para as propriedades do compósito. Os ensaios de tração foram realizados na matriz de poliuretana, na matriz de poliéster, no tecido de juta, na matriz híbrida (resina de poliuretana e resina de poliéster) e no compósito. Os ensaios de compressão foram realizados na matriz de poliuretana, na matriz de poliéster, na matriz híbrida e no compósito. Os ensaio de flexão foram realizados na matriz de poliéster, na matriz híbrida e no compósito. Os ensaios de impacto foram realizados na matriz de poliuretana, na matriz de poliéster, na matriz híbrida e no compósito. Os resultados obtidos mostram que o compósito apresenta bom comportamento quando submetido a impacto e a esforços de tração.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:22:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoEstruturaSanduiche.pdf: 10451696 bytes, checksum: 063f16c9560a0016da52d949b17aec90 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:41:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoEstruturaSanduiche.pdf: 10451696 bytes, checksum: 063f16c9560a0016da52d949b17aec90 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:41:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoEstruturaSanduiche.pdf: 10451696 bytes, checksum: 063f16c9560a0016da52d949b17aec90 (MD5) Previous issue date: 2016-07-05 / A pesquisa propôs o aproveitamento de resíduos sólidos da indústria regional de mineração e metalurgia do caulim e da bauxita em um compósito em estrutura sanduíche para aplicação como painel divisório de ambientes internos. A lâmina da estrutura sanduíche foi constituída de uma matriz de poliéster insaturada, tela dupla de juta, e 20% em massa do poliéster de resíduo de caulim e, o núcleo da estrutura, de poliuretano expansivo e lama vermelha (resíduo do processamento da bauxita para obtenção da alumina), em porcentagens 0% a 50% em massa da resina de PU (variando de 10 em 10%), totalizando 6 tratamentos diferentes. Os ensaios realizados foram os seguintes: de massa específica da lâmina da estrutura sanduíche (ASTM C271/271M – 11), de massa específica aparente (MEA) da estrutura sanduíche, de porosidade aparente (PA) da estrutura sanduíche, de tração na lâmina da estrutura (ASTM D5083-10), de tração transversal na estrutura sanduíche (ASTM C297/C297M - 04), de compressão longitudinal na estrutura sanduíche (ASTM C364/C364M–07), de compressão transversal na estrutura sanduíche (ASTM C365/C365M – 11a), de flexão por três pontos na estrutura sanduíche (ASTM D7250/D7250M – 06 e ASTM C393/C393M – 11), de impacto Charpy na estrutura sanduíche (ASTM D6110 – 10), de flamabilidade na lâmina e na estrutura sanduíche (UL 94 - 96) e de perda de transmissão sonora na estrutura sanduíche (ISO 140-3:1995 - E). Os resultados indicaram que a escolha de matrizes poliméricas foi apropriada para uma das características principais de uma estrutura sanduíche, que é a redução de peso, principalmente quanto à utilização da resina de poliuretano expansiva no núcleo. O incremento da lama vermelha não contribuiu para um aumento significativo da massa específica aparente da estrutura. O resíduo do caulim aumentou a resistência à tração na lâmina. O incremento da lama vermelha diminuiu as resistências à tração transversal, à flexão e ao impacto na estrutura. Quanto às compressões longitudinal e transversal na estrutura, o incremento na concentração de lama vermelha não influenciou nesses resultados, somente o acréscimo da lama vermelha diminuiu a resistência da estrutura sanduíche no primeiro ensaio e aumentou a resistência da mesma no segundo ensaio. A alta flamabilidade do PU foi retardada por ter sido enclausurado pelas lâminas de poliéster e resíduo de caulim, comprovando que esse resíduo apresenta propriedade de retardante de chama e quanto ao ensaio de perda de transmissão acústica, o incremento de lama vermelha aumentou a perda até a concentração de 20%, depois, ficou estabilizada em 25 dB (STC) até os 50% de lama. O material, como um todo, apresentou característica de uma estrutura sanduíche, com um núcleo de baixa massa específica, contribuindo para a redução de peso da estrutura e de lâminas de maiores resistências, que proporcionaram ao compósito a funcionalidade estrutural desejada de um painel divisório de ambientes internos. / The rechearch proposed to use solid wastes from kaolin and bauxite mining and metallurgical regional industries in a composite of sandwich structure to apply as internal divider panel environments. The blade was of unsaturated polyester matrix, double jute fabric and, kaolin waste (20 wt% polyester) and, the core, of polyurethane expansive and red mud (bauxite waste at process to get alumina), from 0 to 50 wt% PU (increasing by 10 to 10 wt%), in a total of 6 different treatments). The tests carried out were: blade density (ASTM C271/271M – 11), sandwich structure bulk density apparent, sandwich structure porosity, tensile test on the blade (ASTM D5083-10), flatwise tensile test on sandwich structure (ASTM C297/C297M - 04), edgewise compressive test on sandwich structure (ASTM C364/C364M–07), flatwise compressive test on sandwich structure (ASTM C297/C297M - 04), 3-point flexural test on sandwich structure (ASTM D7250/D7250M – 06 e ASTM C393/C393M – 11), Charpy impact test on sandwich structure (ASTM D6110 – 10), flammability test on blade and on sandwich structure (UL 94 - 96) and sound transmission loss test on sandwich structure (ISO 140-3:1995 - E). The results indicated that the choise of polymeric matrices was suitable to reduce weight of such structure mainly the use of a PU expansive. Increasing red mud not contributed to significant increase of sandwich structure bulk density apparent. Kaolin waste reinforcement increased resistance to blade on tensile test. Red mud reinforcement reduced sandwich structure resistance on flatwise tensile, flexural and impact tests. Increasing of red mud didn’t influenced sandwich structure edgewise compressive and flatwise compressive tests but, but it´s use at this sandwich structure, decreased their resistance at the first test and increased at the second test. The PU high flammability was delayed for being cloistered by two blades of polyester and kaolin, proving flame retardant property of kaolin waste. And about sound transmission loss test, the increase of red mud increased that until 20% concentration, after this, stabilized at 25 dB (STC) until 50% red mud. The composite, as a whole, presented feature of a sandwich structure, with a low density core, contributing to reduce structure weight and with higher resistant blades, providing it the desired structural feature to be a divider indoor panel.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:25:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoInfluenciaResiduos.pdf: 8738210 bytes, checksum: d5cf63d0ed632adaf6e82096182a2c4e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:41:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoInfluenciaResiduos.pdf: 8738210 bytes, checksum: d5cf63d0ed632adaf6e82096182a2c4e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoInfluenciaResiduos.pdf: 8738210 bytes, checksum: d5cf63d0ed632adaf6e82096182a2c4e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foram confeccionadas placas de matriz de poliéster insaturada isoftálica puras, compósitos com fibras vegetais (sisal, malva e juta), compósitos com resíduos industriais (lama vermelha, caulim e cinzas) e compósitos híbridos com resíduos e fibras. Os resíduos foram utilizados com granulometria inferior a 100 mesh e as fibras nos comprimentos de 15 mm, dispostas randomicamente dentro da matriz. As fibras foram caracterizadas quanto às suas propriedades físicas, mecânicas e morfológicas. Os compósitos foram confeccionados pelo processo manual (hand lay-up) na forma de placas retangulares em molde metálico e prensados. Variaram-se as proporções das frações mássicas dos resíduos em 10 % até a saturação dentro da matriz, a fração mássica de fibras foi fixada em 5 %. Os compósitos foram caracterizados fisicamente (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente), mecanicamente (tração, flexão e impacto), termicamente (termogravimetria - TGA), mineralogicamente (difração de raios-X - DRX), retardância à chama e morfologicamente (microscopia eletrônica de varredura - MEV). Constatou-se que com a inserção de resíduos e fibras nos compósitos houve incremento das suas propriedades físicas, mecânicas, térmicas e resistência a chama. As propriedades físicas de porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente aumentaram significativamente (6,7 % a 33 %) com a adição dos constituintes (resíduos e fibras). Nos compósitos somente com fibras e nos compósitos de (10 %) resíduos com fibras houve aumento (15 % a 95 %) de suas resistências mecânicas (tração, flexão e impacto). Evidenciou-se uma melhora na estabilidade térmica (10 % a 50 %) dos compósitos com adição dos resíduos. Somente os compósitos com lama vermelha apresentaram uma capacidade de retardo de chama, obtendo classificação V-2 de acordo com a norma UL-94. As análises morfológicas das superfícies de fraturas foram eficientes na identificação dos mecanismos de falhas e características presentes nos materiais. Os compósitos confeccionados apresentaram boas propriedades, o que os torna bons candidatos a certos tipos de aplicações, tais como painéis, forros, paredes divisórias e portas internas, revestimento interno de automóveis, calhas residenciais e outros tipos de aplicações desta natureza, respeitando as características de aplicações destes materiais. / In this work, it was produced pure isophthalic unsaturated polyester matrix boards, composites with vegetable fibers (sisal, mauve and jute), composites with industrial waste (red mud, kaolin and ash) and hybrid composites with fibers and waste. The residues were used with a particle size less than 100 mesh and in fiber lengths of 15 mm arranged randomly within the matrix. The fibers were characterized considering their physical, mechanical and morphological properties. The composites were manufactured by a manual process called (hand lay-up) in the form of rectangular plates in metal and pressed mold. The proportions of the mass fractions of waste have varied by 10 % until saturation within the matrix, the mass fraction of fibers was fixed at 5 %. The composites were characterized physically (porosity, water absorption and bulk density), mechanically (tensile, bending and impact), thermally (thermogravimetry - TGA), mineralogically (diffraction of rays-X - DRX), flame retardance and morphologically (scanning electron microscopy - SEM). It was found with the insertion of waste and fibers in the composites, an increase of its physical, mechanical, thermal properties and flame resistance. The physical properties of porosity, water absorption and bulk density has increased significantly (6,7 % to 33 %) with the addition of constituents (residues and fibers). There was an increase (15 % to 95 %) in mechanical strength (tensile, bending and impact) of fiber composites and waste (10 %) composites with fibers. It was evident an improvement in thermal stability (10 % to 50 %) of composites with inclusion of waste. Only the red mud composites have presented a flame retardant ability, obtaining V-2 classification according to UL-94 standard. Morphological analysis of fracture surfaces was efficient in identifying the failure mechanisms and features present in the material. The composites manufactured in this study have resulted in materials with good properties, which makes them feasible candidates for certain types of applications such as panels, liners, partitions and internal doors, an inner lining of automobiles, residential rails and other applications of this nature, respecting the characteristics of these materials.