O concreto de elevado desempenho (CED) é aquele que atende aos requisitos de durabilidade e de resistência mecânica da construção, produzido a partir de materiais selecionados, com equipamentos eficientes e procedimentos controlados. Desenvolveu-se, assim, um estudo experimental, tendo como objetivo principal analisar e estabelecer correlações a partir de propriedades mecânicas e de durabilidade com a microestrutura da matriz. Para tanto, considera-se: a) emprego de agregados da região de São Carlos SP, analisando as suas características fundamentais; b) o emprego de cimentos Portland CP II E 32, CP V ARI Plus e CP V ARI RS em conformidade com ABNT, estabelecendo uma sinergia com os outros materiais envolvidos; c) o estabelecimento de dosagens buscando uma maior compacidade; d) a relação entre os constituintes, correlacionando-os com as formas produtivas e características de aplicações; e) o acompanhamento do desenvolvimento da hidratação e da microestrutura das composições estabelecidas e da influência adição da sílica ativa na matriz como um todo. A análise da microestrutura fundamentou-se em ensaios de poro simetria por intrusão de mercúrio, poro simetria por adsorção de gás nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria e difração de raio-X. Os resultados indicam que a sílica ativa tem forte influência na qualidade dos concretos de alto desempenho, principalmente quando em associação com escória de alto fomo, indicando a possibilidade de se produzir concretos duráveis. Da mesma forma, os resultados mecânicos sugerem excelentes perspectivas na produção do CED, com altas resistências à compressão, na faixa de até 110MPa, à tração na flexão da ordem de 10MPa e resistência à abrasão cerca de 40% superior a dos concretos convencionais. / High performance concrete (HPC) is concrete that meets the requisites of hardness and mechanical strength of construction applications, and is produced with selected materiaIs, efficient equipment and controlled procedures. An experimental study was carried out with the main purpose of analyzing and establishing correlations based on mechanical properties and durability of the matrix\'s microstructure. To this end, the following factors were taken into consideration: a) the use of aggregates available in the region of São Carlos, SP, analyzing their fundamental characteristics; b) the use of Portland CP II E 32, CP V AR! Plus and CP V AR! RS cements according to the ABNT code, establishing a synergy with the other materiais involved; c) the establishment of dosages in the search for greater compactness; d) the relation among the constituents, correlating them with the forms of production and characteristics of application; e) follow-up of the development of hydration and of the microstructures of the compositions established, and the influence of the addition of active silica in the matrix as a whole. The microstructural analysis was based on tests of porosity by mercury intrusion, porosity by adsorption of nitrogen gas, scanning electron microscopy, thermogravimetry and X-ray diffraction. The results indicate that active silica exerts a strong influence on the quality of high performance concretes, particularly when associated with slag, indicating the possibility of producing durable concretes. Similarly, the mechanical findings suggest excellent prospects for HPC production, with high compressive strength in the range of up to 110MPa, flexural strength in the order of 10MPa, and abrasive strength approximately 40% superior to that of conventional concretes.

O presente trabalho avaliou o comportamento de três híbridos de cana-de-açúcar, contrastantes quanto aos teores de hemicelulose e lignina, diante do pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído e da subsequente conversão enzimática da glucana à glicose. Os híbridos 89, 140 e 321 (H89, H140 e H321) foram submetidos à diferentes condições de pré-tratamento ácido: 150 ºC; 13 g ácido sulfúrico/100 g material; e tempos de reação que variaram entre 20 e 90 min. Os rendimentos de sólidos residuais diminuíram progressivamente em função do aumento da severidade do pré-tratamento. O H89 apresentou rendimentos nitidamente menores, comparados ao dos híbridos H140 e H321; reflexo da maior solubilização de todos os três constituintes estruturais deste híbrido. A hemicelulose foi o componente da parede celular removido com maior eficiência pelo pré-tratamento ácido. Além disso, o pré-tratamento modificou a proporção molar dos constituintes iniciais da hemicelulose (xilose, ácido acético e arabinose), resultando em estruturas residuais menos ramificadas. Paralelamente, também foi observada uma pequena remoção de lignina (entre 21% e 31%, dependendo do híbrido) e de glucana (entre 4% e 15%, dependendo do híbrido) durante o pré-tratamento. Os carboidratos detectados nos hidrolisados ácidos dos híbridos foram predominantemente monoméricos quando os tempos de reação foram maiores do que 40 min. No entanto, os híbridos H140 e H321 se diferenciaram do H89, pois apresentaram oligossacarídeos (DP>=2) nos hidrolisados obtidos em tempos de reação entre 20 e 30 min. Os rendimentos de conversão enzimática da glucana contida nos sólidos pré-tratados aumentaram substancialmente após o pré-tratamento ácido (principalmente devido à remoção de hemicelulose). No entanto, as conversões máximas de glucana em glicose não ultrapassaram 65%. A deslignificação parcial das amostras pré-tratadas com ácido (90 min), empregando soluções de clorito de sódio/ácido acético, permitiu aumentar a conversão enzimática de glucanas até valores próximos a 100%. De forma geral, o pré-tratamento ácido e a subsequente deslignificação proporcionaram maiores ganhos de conversão enzimática àqueles híbridos inicialmente mais recalcitrantes (H321 e H140). Os rendimentos de pré-tratamento (ácido diluído e clorito-ácido) e da conversão enzimática demonstraram que a maior obtenção de glicose por área plantada (Kg/hectare) ou por material processado (Kg/ton material) seria alcançada com a utilização dos híbridos H89 e H321, respectivamente. A investigação das características microestruturais das paredes celulares dos híbridos permitiu compreender como as etapas de tratamento químico afetaram a conversão enzimática da glucana. O pré-tratamento ácido diminuiu substancialmente o volume total de poros dos três híbridos, enquanto a subsequente deslignificação não retornou a porosidade aos níveis originalmente detectados nas amostras não tratadas. Por outro lado, a área superficial acessível de glucana dos substratos apresentou relação direta com os rendimentos de conversão enzimática da glucana à glicose (R2=0,92). A compilação dos dados analíticos, aliada às determinações de glucana acessível, permitiu propor um parâmetro empírico (relação do teor de glucana com a soma de hemicelulose+lignina+extraíveis), útil para predizer os níveis de conversão enzimática de glucana nas amostras estudadas. / This study evaluated the performance of three sugarcane hybrids, contrasting for lignin and hemicellulose contents, under dilute sulfuric acid pretreatment and subsequent enzymatic conversion of glucan to glucose. The hybrids 89, 140 and 321 (H89, H140, and H321) were pretreated at different reaction conditions: 150 °C; 13 g sulfuric acid/100 g material; and reaction time ranging from 20 to 90 min. Residual solid yields gradually decreased according to increasing of pretreatment severity. H89 showed the lowest yields compared to the H140 and H321 hybrids, due to the highest solubilization of all the three structural components. Hemicellulose was the major cell wall component removed by the acid pretreatment. Furthermore, acid pretreatment modified the molar ratio of the initial hemicellulose constituents (xylose, arabinose and acetic acid), resulting in less branched structures. Lignin (between 21% and 31%, depending on the hybrid) and glucan (between 4% and 15%, depending on the hybrid) removal were also observed during the pretreatment. Carbohydrates in liquid hydrolysates were predominantly detected as monomers at reaction times greater than 40 min. However, H140 and H321 hybrids differed from H89, since they presented oligosaccharides (DP>=2) in the hydrolysates obtained at short reaction time (20 and 30 min). Enzymatic conversion of glucan from pretreated solids was substantially increased after the acid pretreatment (mainly due to the hemicellulose removal). Nevertheless, maximum conversion of glucan to glucose did not exceed 65%. Partial delignification of the acid pretreated samples (90 min), employing sodium chlorite/acetic acid solutions, increased the enzymatic conversion of glucan to values near to 100%. In general, acid pretreatment and subsequent delignification provided higher gains of enzymatic conversion to the hybrids originally more recalcitrant (H321 and H140). The pretreatment (dilute acid and chlorite-acid) and enzymatic conversion yields demonstrated that to obtain higher amounts of glucose, taking into account the planted area (Kg/ha) or raw material processed (Kg/ton), would be achieved by using H89 and H321 hybrids, respectively. Analysis of the micro-structural features of the hybrids allowed understanding the effect of the chemical treatment step in the enzymatic conversion of glucan. Acid pretreatment significantly decreased the total pores volume of these hybrids, while the subsequent delignification do not returned the porosity to the original levels detected in raw samples. On the other hand, the accessible surface area of glucan showed a direct correlation with the enzymatic conversion levels of glucan to glucose (the model including several substrates presented R2=0.92). The compilation of analytical data, combined with the accessible glucan, allowed proposing an empirical parameter (ratio of the glucan content with the sum of hemicellulose+lignin+extractives), that was useful for predicting the enzymatic conversion levels of glucan for all the evaluated samples.

[pt] Membranas de politetrafluoretileno (PTFE) são empregadas na odontologia como barreiras biocompatíveis para impedir o crescimento de células impróprias para a regeneração óssea guiada. Uma das membranas comerciais mais usadas mundialmente é a Gore-Tex, desenvolvida e comercializada desde a década de oitenta. Membranas similares têm surgido nos últimos anos, desde o término do período de proteção da patente da membrana Gore-Tex. No entanto, não existe ainda membrana com propriedades similares fabricadas no Brasil. A pesquisa proposta objetivou desenvolver uma membrana de PTFE com características semelhantes às da membrana Gore-Tex, em particular, a morfologia superficial e a presença de porosidade. A fabricação da membrana depende do uso de uma fita que pode ser obtida por extrusão de partículas de PTFE. A fita é tracionada em duas direções distintas, uma no sentido original das fibras do PTFE e outra perpendicular, sob condições térmicas apropriadas. A morfologia final da membrana resulta da superposição e união de duas fitas processadas. O material inicialmente foi analisado calorimetria diferencial de varredura. A morfologia das membranas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura e a porosidade estimada por processamento digital de imagens, empregando o programa KS400. Foi possível estabelecer um procedimento de fabricação envolvendo tracionamento e tratamento térmico capazes de fornecer membranas com morfologia e porosidade semelhantes às das membranas comercializadas pela W.L. Gore and Associates. / [en] Polytetrafluoroethylene (PTFE) Membranes are used in dentistry as biocompatible barriers to prevent undesired cells growth for guided bone regeneration (GBR). One of the most worldwide used commercial membrane is Gore-Tex. This membrane was developed and marketed since the eighties decade of the last century. Similar membranes have emerged in recent years, since the end of the patent protection period of the Gore-Tex. However, there is not any membrane with similar properties manufactured in Brazil. The proposed research aimed to develop a PTFE membrane with similar characteristics to the Gore-Tex membrane, in particular, the surface morphology and the porosity presence. The manufacturer of the membrane uses a tape that can be obtained by extrusion of PTFE particles. The tape is pulled in two different directions; one in the original fiber is direction and the other in a perpendicular, direction under appropriate thermal conditions. The final membrane morphology resulted from the overlapping and union of two processed tapes. The starting material was analyzed by differential scanning calorimetric. The morphology of the membranes was analyzed by scanning electron microscopy and the porosity estimated by digital image processing, using the KS400 program. It was possible to establish a procedure involving pulling, tractioning and heat treatment that provides membranes with similar morphology and porosity of the PTFE-e membranes marketed by W.L. Gore and Associates.

[pt] Na indústria do petróleo, problemas como dano mecânico causam redução da porosidade e permeabilidade de uma formação rochosa, reduzindo a produtividade e injetividade de poços de sistemas de produção de óleo e gás. Na perfuração do poço há alteração do estado de tensões no seu entorno, causando uma deformação na rocha que pode induzir a uma perda significativa da permeabilidade. Nesta dissertação foi realizado um estudo da influência do dano mecânico na porosidade de rochas do tipo arenito. Para isso, utilizou-se a técnica não-destrutiva de microtomografia de raios-x, que permite a visualização da estrutura interna de materiais, acoplada a uma célula desenvolvida para aplicação, in situ, de tensão hidrostática. Uma amostra de arenito como 8 mm de diâmetro foi tomografada em 3 condições: sem carregamento, após a aplicação de tensão hidrostática de 3300 psi e após o descarregamento. A célula permitiu que as variações de carga fossem realizadas sem retirar a amostra do tomógrafo, permitindo uma comparação quantitativa entre as imagens 3D. Nas 3 condições foram obtidos dados como porosidade total, variação da área porosa em cada camada, volume e forma dos poros. / [en] In the oil industry, problems such as mechanical damage reduce the porosity and permeability of a rock formation, reducing the productivity and injectivity of wells in oil and gas production systems. During the well drilling there is a change in the state of the stress in its surroundings, causing a deformation in the rock that can induce a significant loss of permeability. In this dissertation, it was carried out a study regarding the influence of mechanical damage on the porosity of sandstone rocks. In order to do this, the non-destructive technique of x-ray microtomography was used, which allows the visualization of the materials internal structure, coupled to a cell developed for in situ application of hydrostatic stress. A sandstone sample of 8 mm in diameter was scanned under 3 conditions: without load, after application of 3300 psi hydrostatic stress and after unloading. The cell allowed the load variations to be performed without removing the sample from the tomograph, allowing a quantitative comparison between the 3D images in the 3 conditions. Data such as total porosity, variation of the porous area in each layer, volume and shape of the pores were obtained.

O bioma Cerrado está cada vez mais fragmentado devido à ocupação agrícola e antrópica. Para a manutenção da biodiversidade, corredores de vegetação devem ser criados com o auxílio da revegetação e recuperação de áreas degradadas. Isto é facilitado pelo conhecimento da distribuição e dinâmica natural dos solos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o funcionamento físico-hídrico dos solos distribuídos em uma toposseqüência sob vegetação nativa. A área de estudo foi localizada dentro de uma parcela permanente instalada na Estação Ecológica de Assis, SP, Brasil, com vegetação predominante de cerradão ou savana florestada. Para a caracterização do funcionamento físico-hídrico dos solos foram realizados inicialmente estudos morfológicos, a partir da técnica da análise estrutural e da descrição de perfis de solo dispostos em cinco posições-chave da encosta. Amostras deformadas de solo foram utilizadas em análises químicas, granulométricas e densidade de partículas. Amostras indeformadas coletadas em anéis cilíndricos definiram as curvas de retenção de água e a densidade do solo. Blocos de solo foram impregnados e polidos para análise de imagens, obtendo-se a distribuição de poros em número, forma e tamanho. Em poços perfurados em três setores da toposseqüência, foi determinada a condutividade hidráulica saturada de campo. O monitoramento da umidade do solo "in situ" foi obtido por sensores instalados nos principais horizontes das trincheiras, calibrados para cada horizonte, durante o período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Foram também utilizados os dados de precipitação mais próximos. Fotografias digitais adquiridas nos perfis de solo determinaram a distribuição das raízes. Os solos foram classificados, de montante a jusante, em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico, com transição homogênea de cor e predomínio de textura franco-arenosa. No horizonte de superfície da toposseqüência, pequeno número de poros complexos de diâmetro equivalente superior a 1000µm ocupou quase a área total da imagem, representando uma estrutura de empilhamento de grãos simples com porosidade maior que em profundidade. Este comportamento provocou uma menor retenção hídrica, apesar do maior teor de matéria orgânica, e oscilação da umidade do solo após cada evento chuvoso. Predominaram raízes aglomeradas ou ramificadas nesta camada. Em profundidade, as raízes são mais individuais. Nos Latossolos, maior número de poros complexos de diâmetro equivalente superior a 1000 µm ocupa menor área em Bw do que em superfície. Isto indica a presença de aglomerados de microagregados em Bw que conferem maior retenção de água, maior número de microporos e menor oscilação da umidade do solo do que em superfície. No Gleissolo, o horizonte Btg2, mais profundo e mais argiloso, apresentou estrutura mais densa representada por uma porosidade expressiva de forma arredondada ou cavitária de diâmetro de 30 a 1000 µm. Neste horizonte, foi obtida a maior retenção hídrica, drenagem imperfeita e menor condutividade hidráulica. Nos outros horizontes da toposseqüência a condutividade foi elevada. O relevo influenciou nas propriedades físicohídricas e morfológicas dos solos que, por sua vez, determinaram o conteúdo de água limitante na estação seca e em períodos de estiagem. Este comportamento pode definir o padrão florístico de cerradão na parcela permanente. / The "Cerrado" bioma is being fragmented due to the human and agricultural occupation. To maintain the biodiversity, ecological corridors must be created by the revegetation and the restoration of the degraded areas. It can only be ameliorated upon the knowledge of the soil’s natural dynamics and distribution. The aim of this work was to characterize the behavior of soil water flow and soil physical properties, distributed in a toposequence under native vegetation. The study area was in a permanent plot installed in the Assis Ecological Station, São Paulo, Brazil. The predominant vegetation is the closed "cerrado" or savanna woodland. The soil physical, hydraulic characterization depended on soil morphology. The morphological study was carried out by structural analysis and by description of soil profiles arranged in five key positions on the slope. Disturbed soil samples were taken for chemical, particle size and soil particle density analyses. Undisturbed samples collected in cylindrical cores were used to define the soil water retention and bulk density. Soil blocks were impregnated and polished for image analysis to obtain the distribution of pores in number, shape and size. In wells perforated in three sectors of the toposequence the field saturated hydraulic conductivity was determined. The soil moisture monitoring "in situ" was obtained by sensors installed in the main horizons of the pits and calibrated for each soil horizon, during the period of November 2003 to November 2004. The nearest rain volume data were collected too. Digital photos of the soil profiles were acquired for the determination of the root distribution. The soils were classified, from the top backslope down to the footslope, as Rhodic Haplustox, Typic Haplustox and Epiaquic Haplustult, with a homogeneous color transition and the predominance of a sandy loam texture. In the soil surface on the toposequence, a little number of complex pores with equivalent diameter over 1,000 µm occupied almost the total pore area, characterizing the predominance of a structure formed by the packing of single grains. The porosity was higher than in the other horizons. This behavior caused lower water retention even with the highest organic matter content. On the surface, the oscillation of the soil moisture is closely related to each rain event. The roots were distributed in ramified or grouped roots in the surface layer and individually in the deeper horizons. In Oxisols, the presence of microaggregates in the B-horizon was characterized by a number of complex pores with equivalent diameter over 1,000 µm larger than in the soil surface but in minor area than in the surface layer. This conferred higher water retention, larger number of micropores and lower oscillation of soil moisture than in soil surface. The structure of the deepest B-horizon of Epiaquic Haplustult was denser, featured by an expressive rounded or vugh porosity with diameters between 30 and 1,000 µm. This conferred the largest content of clay, with the highest water retention, imperfect drainage and lowest hydraulic conductivity. The other soil horizons in the toposequence presented greater hydraulic conductivity. The landscape influences the physical, hydraulic and morphological soil properties in the toposequence. So the water content is limited in the dry season and partially in the humid season too, which can define the floristic pattern of the closed "cerrado" in this permanent plot.

O presente trabalho avaliou o comportamento de três híbridos de cana-de-açúcar, contrastantes quanto aos teores de hemicelulose e lignina, diante do pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído e da subsequente conversão enzimática da glucana à glicose. Os híbridos 89, 140 e 321 (H89, H140 e H321) foram submetidos à diferentes condições de pré-tratamento ácido: 150 ºC; 13 g ácido sulfúrico/100 g material; e tempos de reação que variaram entre 20 e 90 min. Os rendimentos de sólidos residuais diminuíram progressivamente em função do aumento da severidade do pré-tratamento. O H89 apresentou rendimentos nitidamente menores, comparados ao dos híbridos H140 e H321; reflexo da maior solubilização de todos os três constituintes estruturais deste híbrido. A hemicelulose foi o componente da parede celular removido com maior eficiência pelo pré-tratamento ácido. Além disso, o pré-tratamento modificou a proporção molar dos constituintes iniciais da hemicelulose (xilose, ácido acético e arabinose), resultando em estruturas residuais menos ramificadas. Paralelamente, também foi observada uma pequena remoção de lignina (entre 21% e 31%, dependendo do híbrido) e de glucana (entre 4% e 15%, dependendo do híbrido) durante o pré-tratamento. Os carboidratos detectados nos hidrolisados ácidos dos híbridos foram predominantemente monoméricos quando os tempos de reação foram maiores do que 40 min. No entanto, os híbridos H140 e H321 se diferenciaram do H89, pois apresentaram oligossacarídeos (DP>=2) nos hidrolisados obtidos em tempos de reação entre 20 e 30 min. Os rendimentos de conversão enzimática da glucana contida nos sólidos pré-tratados aumentaram substancialmente após o pré-tratamento ácido (principalmente devido à remoção de hemicelulose). No entanto, as conversões máximas de glucana em glicose não ultrapassaram 65%. A deslignificação parcial das amostras pré-tratadas com ácido (90 min), empregando soluções de clorito de sódio/ácido acético, permitiu aumentar a conversão enzimática de glucanas até valores próximos a 100%. De forma geral, o pré-tratamento ácido e a subsequente deslignificação proporcionaram maiores ganhos de conversão enzimática àqueles híbridos inicialmente mais recalcitrantes (H321 e H140). Os rendimentos de pré-tratamento (ácido diluído e clorito-ácido) e da conversão enzimática demonstraram que a maior obtenção de glicose por área plantada (Kg/hectare) ou por material processado (Kg/ton material) seria alcançada com a utilização dos híbridos H89 e H321, respectivamente. A investigação das características microestruturais das paredes celulares dos híbridos permitiu compreender como as etapas de tratamento químico afetaram a conversão enzimática da glucana. O pré-tratamento ácido diminuiu substancialmente o volume total de poros dos três híbridos, enquanto a subsequente deslignificação não retornou a porosidade aos níveis originalmente detectados nas amostras não tratadas. Por outro lado, a área superficial acessível de glucana dos substratos apresentou relação direta com os rendimentos de conversão enzimática da glucana à glicose (R2=0,92). A compilação dos dados analíticos, aliada às determinações de glucana acessível, permitiu propor um parâmetro empírico (relação do teor de glucana com a soma de hemicelulose+lignina+extraíveis), útil para predizer os níveis de conversão enzimática de glucana nas amostras estudadas. / This study evaluated the performance of three sugarcane hybrids, contrasting for lignin and hemicellulose contents, under dilute sulfuric acid pretreatment and subsequent enzymatic conversion of glucan to glucose. The hybrids 89, 140 and 321 (H89, H140, and H321) were pretreated at different reaction conditions: 150 °C; 13 g sulfuric acid/100 g material; and reaction time ranging from 20 to 90 min. Residual solid yields gradually decreased according to increasing of pretreatment severity. H89 showed the lowest yields compared to the H140 and H321 hybrids, due to the highest solubilization of all the three structural components. Hemicellulose was the major cell wall component removed by the acid pretreatment. Furthermore, acid pretreatment modified the molar ratio of the initial hemicellulose constituents (xylose, arabinose and acetic acid), resulting in less branched structures. Lignin (between 21% and 31%, depending on the hybrid) and glucan (between 4% and 15%, depending on the hybrid) removal were also observed during the pretreatment. Carbohydrates in liquid hydrolysates were predominantly detected as monomers at reaction times greater than 40 min. However, H140 and H321 hybrids differed from H89, since they presented oligosaccharides (DP>=2) in the hydrolysates obtained at short reaction time (20 and 30 min). Enzymatic conversion of glucan from pretreated solids was substantially increased after the acid pretreatment (mainly due to the hemicellulose removal). Nevertheless, maximum conversion of glucan to glucose did not exceed 65%. Partial delignification of the acid pretreated samples (90 min), employing sodium chlorite/acetic acid solutions, increased the enzymatic conversion of glucan to values near to 100%. In general, acid pretreatment and subsequent delignification provided higher gains of enzymatic conversion to the hybrids originally more recalcitrant (H321 and H140). The pretreatment (dilute acid and chlorite-acid) and enzymatic conversion yields demonstrated that to obtain higher amounts of glucose, taking into account the planted area (Kg/ha) or raw material processed (Kg/ton), would be achieved by using H89 and H321 hybrids, respectively. Analysis of the micro-structural features of the hybrids allowed understanding the effect of the chemical treatment step in the enzymatic conversion of glucan. Acid pretreatment significantly decreased the total pores volume of these hybrids, while the subsequent delignification do not returned the porosity to the original levels detected in raw samples. On the other hand, the accessible surface area of glucan showed a direct correlation with the enzymatic conversion levels of glucan to glucose (the model including several substrates presented R2=0.92). The compilation of analytical data, combined with the accessible glucan, allowed proposing an empirical parameter (ratio of the glucan content with the sum of hemicellulose+lignin+extractives), that was useful for predicting the enzymatic conversion levels of glucan for all the evaluated samples.

Este trabalho trata do estudo da introdução de fibras poliméricas como agente porogênico na manufatura de membranas cerâmicas de alta resistência mecânica. Membranas cerâmicas são utilizadas para a separação de substâncias onde a estabilidade química e a resistência à alta temperatura são requeridas; na engenharia mecânica é também aplicada como mancais aerostáticos. A escolha do processo de manufatura destas membranas e o projeto da porosidade da estrutura cerâmica é de grande importância. Quando se utiliza da adição de elementos porogênicos, que são substâncias que se decompõem durante a queima deixando poros (abertos e fechados), altera não somente a porosidade como também a seletividade e permeabilidade da membrana, bem como diminui suas propriedades mecânicas. Este trabalho objetiva membranas com poros micrométricos e submicrométricos para aplicações em microfiltração ou em mancais aerostáticos, porém que tenham a maximização da sua resistência mecânica. Para isso foi idealizada a obtenção de membranas permeáveis com a menor porosidade possível. Então, propôs-se a adição de fibras poliméricas (fibras de polipropileno, fibras de carbono e fibras de álcool polivinílico) como agentes porogênicos em uma massa cerâmica de alumina que após granulada foi prensada na forma de pastilhas e sinterizadas. As membranas foram caracterizadas por ensaios de permeabilidade ao ar, resistência mecânica por flexão a 3 pontos, volume de poros pelo Princípio de Arquimedes e morfologicamente por MEV. A caracterização morfológica das membranas e os resultados de porosidade indicaram que a percolação foi melhorada pela adição de fibras em relação a trabalhos equivalentes que se utilizaram de particulados. As melhores condições de permeação, integridade da matriz e resistência mecânica foram encontradas para as membranas com 1 vol. % de fibras de álcool polivinílico, seguida das membranas com 2 vol. % de fibras de carbono. Com base nos resultados obtidos, foi comprovado que a morfologia alongada das fibras aumenta a probabilidade de contato entre os poros, pois com apenas 2 vol. % de fibras de PVAl, obteve-se uma porosidade total de 33,3%, porosidade aparente de 17,4% e permeabilidade específica de 6,32x10-12 m², apresentando resistência à flexão de 134,3 MPa, valor este o dobro de quando utilizado 50 vol. % de sacarose como agente precursor com equivalente permeabilidade. As propriedades físicas do agente porogênico como: expansão térmica, dimensões, relação comprimento versus diâmetro afetam enormemente a porosidade, percolação dos poros e integridade da matriz. / This work deals with the study of the introduction of polymeric fibers as porogenic agent in the manufacture of ceramic membranes with high mechanical strength. Ceramic membranes are used for separation of substances where chemical stability and high temperature resistance are required, in mechanical engineering is also applied as an aerostatic bearings. The choice of these membranes manufacturing process and design the porosity of the ceramic structure is of great importance. When using addition of porogenic components, which are substances that decompose during the burning leaving pores (open and closed), not only alters the porosity and also the permeability and the selectivity of the membrane, as well as decreases their mechanical properties. This work aims membranes with micrometric pores and submicrometrics for microfiltration applications or aerostatic bearings, however they having the maximization their mechanic strength. To this was designed to obtain porous membranes with the lowest porosity possible. Then proposed the addition of polymeric fibers (polypropylene fiber, carbon fiber and polyvinyl alcohol fiber) as porogenic agents on a ceramic alumina mass that was granular and pressed the form of discs and sintered. The membranes were characterized by testing the air permeability, mechanical strength by three points flexural, pore volume by Archimedes principle and morphologically by SEM. Morphological characterization of membrane and the results of porosity indicated that the percolation has been improved by adding fibers in relation to the corresponding work where particulates were used. The best conditions of permeation, matrix integrity and mechanical strength were found for the membranes with 2 vol. % of polyvinyl alcohol fibers and membranes with 2 vol. % carbon fibers. Based on these results, it was proven that the elongated morphology of the fibers increases the probability of contact between the pores, because with only 2 vol. % of PVAl fibers, we obtained a total porosity of 33.3%, apparent porosity of 17.4% and the specific permeability of 6.32x10-12 m², flexural strength of 134.3 MPa, this value is twice than when it is used 50 vol. % sucrose as a precursor agent with equivalent permeability. The physical properties of porogenic agent such as thermal expansion, dimensions and relation length versus diameter affect greatly the porosity, pore percolation and integrity of the matrix.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Apresentacao.pdf: 260390 bytes, checksum: 1bc9756e919b0969a6e6dfc3777f7aad (MD5) Previous issue date: 2006-08-02 / Neste trabalho propomos uma nova formulação micromecânica para descrever escoamentos monofásicos em meios porosos viscoelásticos. Na abordagem proposta consideramos o meio poroso por dois níveis de porosidade (micro e macroporos), onde os efeitos de relaxação e fluência da matriz porosa são advindos da drenagem secundária do fluido residente nos microporos. A derivação do modelo macroscópico é obtida via técnicas de homogeneização de estruturas periódicas aplicadas à mudança a partir do modelo micromecânico composto por uma matriz poroelástica circundada por uma rede conexa de macroporos. Neste contexto o nosso principal resultado consiste na conjugação do modelo de suas escalas com a análise assintótica da formulação variacional do problema micromecânico posto no domínio da célula unitária periódica. Mostramos que esta combinação de técnicas fornece o decaimento dos núcleos de convolução das equações constitutivas homogeneizadas para as tensões efetivas da fase sólida e para a porosidade viscosa além de estabelecer a dependência constitutiva para o tempo de relaxação do processo de compactação secundária da matriz. Simulações numéricas são obtidas descretizando os problemas de célila locais via métoco de elementos finitos e ilustram as taxas de decaimento obtidas na análise

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Cesar Bento.pdf: 1732687 bytes, checksum: 53eb9d5eb1ee3aca52e7d78b1169f466 (MD5) Previous issue date: 2012-04-10 / In this work, the effect of sodium hydroxide as a glass foaming agent using glass waste in the foam formulation was performed. During the synthesis process, the variation of temperature, heating rate and sintering time was investigated. Sample density and average pore sizes were estimated using mercury porosimetry. The morphology of the glass foams were evaluated using scanning electron microscopy, phase formation was studied using X-ray diffraction, and chemical composition was estimated using X-ray fluorescence. As a result, glass foam with hierarchical density. / Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a ação do hidróxido de sódio como agente formador de espuma vítrea usando resíduos de vidro em sua composição. Para a síntese, investigou-se a variação da temperatura, da taxa de aquecimento e do tempo de sinterização. Utilizando-se a técnica de porosimetria de mercúrio, para estimar a densidade e o tamanho médio de poros. A morfologia das espumas vítreas foi avaliada através da microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG) e as fases das espumas vítreas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X e a composição química estimada usando fluorescência de raios X.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2017-12-12T13:03:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Eduardo Pagano.pdf: 5564139 bytes, checksum: 41a00843092c58a3dcd62662b42000f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-12T13:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Eduardo Pagano.pdf: 5564139 bytes, checksum: 41a00843092c58a3dcd62662b42000f1 (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste estudo foi realizado a obtenção e caracterização de materiais cerâmicos de alumina com gradiente funcional de porosidade. Foram utilizados como os métodos de processamento a rota de freeze casting em água e a fase de sacrifício utilizando o amido. Os materiais utilizados para a produção das amostras foram a alumina e o amido de milho de pureza analítica. Foram investigadas as características de porosidade quanto a morfologia de poros, distribuição dos poros pela matriz e interferência do processamento na formação destes. Para o estudo da porosidade, os métodos de porosimetria via método de Arquimedes em água e penetração de mercúrio foram aplicados na analise desta porosidade obtida. As propriedades mecânicas, bem como o modo de fratura obtido, também foram investigadas em ensaio de compressão uniaxial em uma máquina de ensaios universal. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura auxiliaram a correlacionar os dados obtidos nos ensaios de porosimetrias com a resposta mecânica obtida do material. Os resultados obtidos entre os métodos, quanto à porosidade, revelam diferenças consideráveis na distribuição e quantidade de poros ao se comparar o freeze casting com a fase de sacrifício com amido. Porém quanto a tamanho, os valores se mantiveram bem próximos. A resistência mecânica em compressão é maior nas amostras com amido, porém estas amostras falham de forma catastrófica. As amostras de freeze casting, por sua vez, possuem menor resistência mecânica e tiveram suas fraturas influenciadas por vários fatores durante o processamento. A morfologia de poros e microestrutura apresentada pelos dois métodos aplicados são consequência direta da rota de processamento utilizada. Nas amostras por freeze casting, foram observados canais de poros. Já as amostras com amido como fase de sacrifício, os poros são arredondados e não conectados / In this study, preparation and characterization of alumina ceramic materials with functional porosity gradients were performed. Freeze casting of alumina slurries, using water as the chosen solvent, and sacrificial phase method using corn starch as sacrificial phase, were implemented. The materials used to produce the samples were alumina and analytical purity corn starch. Porosity characteristics were investigated concerning pore morphology, pore distribution in the ceramic matrix and processing route interference in pore formation. The evaluation of porosity was made utilizing porosity determination methods as mercury intrusion and Archimedes method with water as immersion liquid. The mechanical properties, as well as the fracture mode, were investigated during uniaxial compressive test in a universal testing machine. Using the images obtained by scanning electron microscopy (SEM), it was possible to correlate the data obtained in the porosimetry analysis with the mechanical response obtained from the material. In terms of porosity, the results between the processing routes reveal considerable differences in pore distribution and quantity of pores. However, the pore sizes obtained for both methods were pretty close to each other. The mechanical strength during compressive stress was higher in the samples produced via sacrificial phase method, but those samples failed catastrophically. Freeze casting samples, on the other hand, had lower mechanical resistance and their fractures were directly influenced by several factors during their assembly processing. The pore and microstructure morphology presented by both methods were direct consequence of the processing route used. In the samples produced by freeze casting, pore channels were observed. The samples produced via sacrificial phased method using corn starch presented unconnected rounded pores.