Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Neide Kazue Kuromoto / Banca: Conrado Ramos Moreira Afonso / Banca: Alessandra Cremasco / Banca: Carlos Nelson Elias / Resumo: Devido a uma série de fatores como o número de acidentes nos esportes, trânsito, doenças como artrite, artrose e osteoporose, a perda das funções biológicas em função do envelhecimento entre outros, acarretam a procura por materiais com a capacidade de cumprir a função de substituir partes ou funções orgânicas do corpo humano. Entre os materiais com a função de substituir tecidos humanos que suportam cargas, estão a classe dos metais, dentre esta classe destacam-se as ligas de Co-Cr, o aço ASTM F138, o titânio puro e a liga Ti-6Al-4V. Porém há a necessidade de ligas que promovam uma melhor compatibilidade mecânica e biológica. Este trabalho visa a preparação e caracterização das ligas Ti-10Mo-xZr (x = 5, 10, 15 e 20 %p), para aplicações como biomaterial. Estas ligas foram submetidas a tratamentos termomecânicos, de laminação à quente, tratamento térmico de recozimento, tratamento térmico de solubilização e tratamento térmicos em atmosfera controlada de oxigênio, para a incorporação deste elemento na liga. As ligas foram caracterizadas quimicamente por espectroscopia de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), espectroscopia de dispersão de energia (EDS), além de análises de gases e de densidade; caracterizações estruturais e microestruturais por medidas de difração de raios X, refinamento dos difratogramas pelo método de Rietveld, microscopias óptica e eletrônica de varredura; caracterizações mecânicas por microdureza Vickers e módulo de elasticidade e cara... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to several factors such as the number of accidents in sports, traffic, diseases like arthritis, osteoporosis, and the loss of biological functions related to aging, among others, lead to a search for materials with the ability to fulfill the function of replacing parts or organic functions of the human body. Among the materials with the function of replacing human tissues that load-bearing, are the class of metals, and among this class are the Co-Cr alloys, the ASTM F138 stainless steel, the pure titanium and the Ti-6Al-4V alloy. However, there is a need for alloys that promote better mechanical and biological compatibility. In this sense, this work aims at the preparation and characterization of the Ti-10Mo-xZr alloys (x = 5, 10, 15 and 20 wt%) for biomaterial applications. These alloys were subjected to several kinds of thermomechanical treatments, such as hot rolling, annealing, solubilization and heat treatment in an oxygen controlled atmosphere, in order to incorporate this element into the alloy. The alloys were chemically characterized by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), energy dispersive spectroscopy (EDS), in addition to gas and density analyzes. Structural and microstructural characterization were made by X-ray diffraction measurements, with refinement by Rietveld's method, optical and scanning electron microscopy. Mechanical characterization was made by Vickers microhardness and elastic modulus measurements, and biological cha... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222664.pdf: 6667617 bytes, checksum: b709f60161aa61d24e0ca855854a8145 (MD5) / Este trabalho apresenta os resultados da avaliação do comportamento geotécnico e das interações ambientais da estabilização de solos do Município de Tubarão (SC) com cinza pesada da termelétrica Jorge Lacerda com vistas o seu emprego em camadas de estruturas de pavimentos. Com relação aos aspectos mecânicos, tanto o solo como a cinza foram caracterizados e ensaiados em laboratório quanto às curvas de compactação, a capacidade de suporte, a resistência à compressão e o comportamento resiliente isoladamente e misturados. A cinza pesada, por tratar-se de um rejeito da indústria energética, foi classificada de acordo com as normas brasileiras que disciplinam a classificação dos resíduos sólidos quanto à periculosidade. Com base em experiências internacionais, e adaptado à situação particular, foi elaborado um ensaio piloto que visa avaliar a periculosidade da utilização de materiais residuais em situações similares àquelas que serão submetidos na estrutura do pavimento. O ensaio piloto consiste na percolação da água da chuva em células contendo diversas misturas de solo e cinza pesada. A partir da percolação de uma solução com características da água da chuva sobre as diversas misturas analisadas são analisados os elementos potencialmente poluentes presentes no líquido percolado. A percolação é realizada em uma camada de material com espessura e grau de compactação na da qual será utilizado na estrutura do pavimento. Os elementos químicos analisados no efluente percolado foram escolhidos com base na composição química das misturas e foram comparados com os valores orientadores da qualidade do solo e da água subterrânea. Tanto as avaliações do comportamento geotécnico, quanto as avaliações ambientais consideram os materiais de maneira individual, misturados e com a adição de um agente cimentante, ou seja, o solo, a cinza, misturas solo/cinza e misturas solo/cinza/cal em diversas proporções. Os resultados obtidos indicaram que tanto o solo quanto a cinza pesada, quando aplicados individualmente tem um péssimo comportamento geotécnico, não sendo indicados para camada final de terraplanagem ou reforço de subleito. Porém, quando misturados e estabilizados com cal apresentam um comportamento geotécnico satisfatório, podendo ser aplicados em camadas de sub-base de pavimentos flexíveis. A estabilização com cal também é benéfica quanto às interações ambientais, pois os resultados indicaram uma redução nas taxas de lixiviação e solubilização de compostos químicos perigosos presentes na cinza pesada. A partir de uma análise conjunta entre os aspectos mecânicos e de riscos ambientais, são feitas recomendações para a aplicação dos materiais nas camadas do pavimento e também sugestões quanto aos estudos que poderão ser desenvolvidos a partir dos resultados até então obtidos. This work presents the results of the evaluation of the geotechnical behavior and of the environmental interactions of the estabilization of the soils in the city of Tubarão (SC) using the bottom ash from the thermoelectric Jorge Lacerda, considering its use in pavement layers. In relation to the mechanical aspects, the soil and the ash were characterized and sampled in laboratory, considering the compactation curves, the suport capacity, resistance to compression and the resilient behavior, in isolation and in mixtures. Because it is waste from the energy industry, the bottom ash was classified according to the brasilian norms that discipline the hazard classification of solid waste. Based on international experiences and adapted to the particular situation, a pilot sample was elaborated, aiming the hazard evaluation of the use of residual materials in similar situations to those they will be submited in the structure of pavement. The pilot sample consists of the percolation of rain water in calls containing several mixtures of soil and bottom ash. From the percolation of a solutionwith characteristics of rain water over the several analyzed mixtures, the potential polluting elements that are present in the percolated liquid are analysed. The percolation is done in a layer of material with the thickness and compactation level in which it will be used in the pavement structure. The chemical elements analysed in the percolated effluents were chosen based on the chemical composition of the mixturesand were compared to the guiding values for soil quality and underground water. The evaluations of geotechnical behavior and the environmental evaluations considered the materials individually, mixed, and added to a cementing agent, that is, soil, ash, soil/ash mixtures and soil/ash/lime in several proportions. The obtained results indicated that the soil and the bottom ash, when individually applied have a terrible geotechnical behavior, not being indicated for the final layer of earthworks or reinforcement layer. However, when mixed and stabled with lime they present a satisfatory geotechnical behavior and can be applied in subbases of flexible pavement. The stabilization with lime also benefits the environment interactions, because the results indicated a reduction in the leaching rates and solubilization of the hazardous chemical compounds present in the bottom ash. From a joint analysisbetween the mechanical aspects and the environmental risks, recommendations are made for the application of the materials in pavement layers and suggestions are made concerning the studies that might be developed from the results obtained up to now.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:41:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222704.pdf: 7859480 bytes, checksum: 0b1232ae8aac07454a635f1029a14811 (MD5) / O estudo avalia as características físicas e o comportamento mecânico em laboratório de concreto asfáltico drenante confeccionado com materiais granulares de mesma origem e granulometrias idênticas para variações de modificadores de ligantes e adição de fibras de celulose. Os concretos asfálticos drenantes obtidos com polímeros Eastman EE-2, com asfalto-borracha e adição de fibras de celulose são avaliados em seu comportamento quanto à percentagem de vazios e vazios comunicantes, permeabilidade, desagregação no ensaio Cântabro, estabilidade e fluência no ensaio Marshall, resistência à tração indireta e deformação permanente (simulador de trilha-de-roda).

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T13:30:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226920.pdf: 6059167 bytes, checksum: 4dadae6487335c7514870911a1b9cd42 (MD5) / Várias metodologias têm sido desenvolvidas para melhorar as propriedades mecânicas e processabilidade da polianilina (Pani). Uma estratégia bastante utilizada para este fim é o desenvolvimento de sistemas constituídos por partículas de polímeros condutores dispersas em matrizes de polímeros termoplásticos. Estas misturas possibilitam a combinação das propriedades mecânicas dos polímeros isolantes com as propriedades óticas e magnéticas dos polímeros condutores. Neste trabalho foram preparadas blendas de poliuretano termoplástico (TPU) com a Pani a partir de duas metodologias distintas: mistura dos componentes em solvente comum e polimerização da anilina na presença do TPU polimerização "in situ". A primeira metodologia consistiu na preparação inicial da Pani protonada com ácido dodecilbenzenossulfônico (DBSA) sob três condições diferentes, utilizando tolueno, água ou THF como solvente reacional. Em seguida, a Pani obtida em cada uma destas condições foi solubilizada em THF e misturada a uma solução de TPU no mesmo solvente, obtendo-se filmes flexíveis com condutividade elétrica de até 0,44 S.cm-1. A segunda metodologia consistiu na preparação da blenda Pani/TPU em uma única etapa, a partir da polimerização da anilina.DBSA na presença de uma solução de TPU em THF. As blendas Pani/TPU preparadas "in situ" apresentaram condutividade elétrica de até 0,29 S.cm-1, apesar de exibir limiar de percolação maior que o da blenda preparada na mistura dos componentes em solvente comum.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:47:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304106.pdf: 4098740 bytes, checksum: 4900c3d95de1e41dfd987f663838d1b5 (MD5) / Nesta tese foi estudada a incorporação de polímeros condutores como polipirrol (PPy), polianilina (PAni) e poli(3,4 etileno dioxi tiofeno) (PEDOT) em membranas de celulose bacteriana (CB) a partir do processo de polimerização oxidativa in situ do pirrol (Py), anilina (Ani) ou 3,4 etileno dioxitiofeno (EDOT) na presença de CB. As condições de obtenção dos compósitos poliméricos de CB/PPy, como: tempo de reação, concentração de pirrol e tipo de agente oxidante (cloreto de ferro III hexahidratado (FeCl3.6H2O) e persulfato de amônio (APS)) foram avaliadas a partir de diferentes técnicas de caracterização. A condutividade elétrica e morfologia dos compósitos de CB/PPy obtidos a partir da polimerização do pirrol com FeCl3.6H2O são dependentes da concentração de Py e do tempo de reação. A interação entre os componentes dos compósitos de CB/PPy, a condutividade elétrica, a morfologia e as propriedades mecânicas são substancialmente influenciadas pelo tipo de agente oxidante utilizado na polimerização in situ. Os ensaios de cultura de células (neuronais PC12 e fibroblastos) nos compósitos de CB/PPy mostraram que estes materiais apresentam viabilidade para serem usados como suportes condutores para proliferação e adesão celular. Para os compósitos CB/PAni verificou-se que a razão do agente oxidante, tempo e meio de reação exercem influência significativa na morfologia, propriedades mecânicas e na condutividade elétrica. Entretanto, o grau de cristalinidade é independente da concentração de anilina e do meio reacional utilizado na preparação de CB/PAni. Nos compósitos de CB/PEDOT, também foi verificado que as propriedades são afetadas pelo tempo de polimerização. Foram obtidos compósitos de CB/PEDOT com elevado valor de condutividade elétrica (15 S.cm-1), maior do que os encontrados para CB/PAni e CB/PPy. Os resultados apresentados neste estudo mostraram que é possível controlar as propriedades de nanofibras de CB recobertas com polímeros condutores através das condições de reação. Os compósitos obtidos neste trabalho são promissores para serem usados em diversas aplicações tecnológicas, tais como: suportes para engenharia de tecidos, liberação controlada de drogas, músculos artificiais, sensores químicos e biológicos etc.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207496.pdf: 3676871 bytes, checksum: 0bc84ff93d3acc97fae377c16f432b23 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-21T05:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 200155.pdf: 2091861 bytes, checksum: ce79f28348818b76e0ebf48c43d1dfc3 (MD5) / O comportamento mecânico da alvenaria, um compósito feito de tijolos ou blocos unidos por juntas de argamassa, é bastante complexo comparado ao de outros materiais estruturais. Por este motivo, pesquisas vêm sendo desenvolvidas desde a década de 50, visando uma melhor compreensão do comportamento da alvenaria e seus materiais constituintes. No entanto, apesar dos avanços tecnológicos já alcançados, todo o potencial da alvenaria estrutural não tem sido utilizado devido ao ainda incompleto conhecimento das propriedades das unidades e argamassas. No caso de blocos de concreto, diversos estudos têm mostrado que, mesmo utilizando blocos e argamassas com resistência à compressão e módulo de elasticidade semelhantes, diferentes fatores de eficiência (relação entre a resistência à compressão dos prismas e a resistência à compressão dos blocos) têm sido encontrados. Entretanto, a maioria destes estudos não leva em conta que normalmente os blocos de concreto possuem pequenas diferenças na geometria dos furos (alguns são mais cônicos que outros) e que argamassas feitas com diferentes aglomerantes podem ter um comportamento similar nos ensaios de resistência à compressão e exibir diferentes desempenhos nas juntas da alvenaria devido a sua diferente retenção de água. Neste contexto, este trabalho objetivou estudar a influência da geometria do bloco e do tipo de argamassa no comportamento mecânico de prismas de blocos de concreto. Para tal, comparou-se o fator de eficiência, deformabilidade e distribuição de tensões, obtidas através de modelagem por elementos finitos, de prismas confeccionados com cinco distintas geometrias de blocos de concretos com mesma resistência nominal e três argamassas de assentamento, duas mistas de cimento, cal e areia e uma industrializada.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-21T10:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210960.pdf: 2531421 bytes, checksum: 80dc27bc571b42d50fd321db8649dca9 (MD5) / Tradicionalmente, a metodologia usada para formulação de misturas pozolânicas para estabilização de solos é baseada na variação de um único componente, sendo os demais mantidos constantes. A metodologia de delineamento de misturas e superfície de resposta tem sido utilizada com sucesso em muitas áreas tecnológicas. Essa técnica permite o estudo em um espaço experimental bem mais abrangente, além de representar sob forma de equações as propriedades mecânicas dos materiais, levando em consideração, simultaneamente, os efeitos dos componentes na mistura. Este trabalho investiga as misturas pozolânicas, em escala laboratorial, tendo como

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-21T16:54:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203106.pdf: 1779129 bytes, checksum: b0ca1f39231386ff0f1aaadb10b6030c (MD5) / O meio físico de Florianópolis apresenta grandes extensões de morros de rochas graníticas com comportamento geotécnico diferenciado de uma região para outra devido à atuação do intemperismo. A falta de conhecimento desse comportamento mecânico diferenciado levou a determinação de propriedades geotécnicas para identificação das características e parâmetros de engenharia desses tipos de solos. O trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento mecânico dos diferentes tipos de solos residuais de granito de Florianópolis. A análise das propriedades geotécnicas ficou em torno do horizonte C desse solo de alteração, por ser esse horizonte muito erodível e suscetível a problemas de instabilidades de encostas. Foram programados trabalhos de campo e coleta de amostras para ensaios de laboratório objetivando a caracterização física (mineralogia, granulometria e índices físicos) e mecânica (compressibilidade e resistência ao cisalhamento) das unidades geotécnicas dos solos oriundos de rochas graníticas que podem apresentar sérios problemas de instabilidades. Foram realizados ensaios granulométricos, análises mineralógicas, ensaios de compressão confinada e ensaios de cisalhamento direto. Os resultados foram apresentados em função do horizonte saprolítico, que se caracteriza por apresentar minerais primários e vestígios estruturais da rocha de origem.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-22T05:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212199.pdf: 1836392 bytes, checksum: f839ea675fe5e35b3780307e2d2ad2e7 (MD5) / Com o aumento do consumo de materiais para revestimento pela indústria da construção civil e o desenvolvimento de produtos cerâmicos de baixa absorção de água, como é o caso do porcelanato, existe preocupação em relação à durabilidade do sistema cerâmico, especialmente no caso de fachadas. Na literatura, há indicação de perda de aderência e resistência mecânica de argamassas colantes quando saturadas ou submetidas a elevadas umidades. Desta forma, este estudo teve como objetivo verificar os efeitos da saturação e