[pt] Materiais compósitos pultrudados poliméricos reforçados com fibra de
vidro (PRFV) são aplicados em diversos setores da indústria por apresentarem boas
resistências mecânicas, baixo peso específico e alta resistência à corrosão. A
exposição a ambientes agressivos tais como imersão em água, condicionamento sob
alta umidade relativa, temperatura baixa e elevada, ciclos térmicos e úmidos, bem
como a combinação desses efeitos, tornou-se cada vez mais objeto de estudo para
esses tipos de materiais. A compreensão dos efeitos das condições ambientais no
comportamento do material é essencial para avaliar seu desempenho e, desta forma,
garantir a segurança necessária ao projeto estrutural. Com o objetivo de
compreender melhor a influência de diferentes condições ambientais nas
propriedades do material compósito PRFV, foram estudados os efeitos da
temperatura e umidade, além da ação combinada dessas duas condições, nas suas
propriedades físicas, químicas, térmicas e mecânicas. Neste estudo, foram levados
em conta aspectos importantes que influenciam o comportamento do material,
como a resina utilizada, o grau de cura, e características químicas e físicas do
material. Os ensaios experimentais foram conduzidos em quatro condições
ambientais: (i) exposição a temperaturas moderadas/elevadas (70 graus C à 330 graus C), (ii)
imersão em água deionizada (25 graus C, 55 graus C e 70 graus C), (iii) exposição à névoa salina
em câmaras de envelhecimento higrotérmico (35 graus C, 55 graus C e 70 graus C), e (iv) exposição
a ambiente externo real. Além disso, foram aplicados modelos teóricos para
avaliação dos resultados. Foi observado que a temperatura, o tempo de
condicionamento e a umidade são fatores preponderantes no comportamento do
material. Adicionalmente, uma questão importante para o estudo de pultrudados
reside na compreensão das propriedades interlaminares do material. Nesse
contexto, a fratura interlaminar, associada às fissuras no plano longitudinal entre as
camadas do material, é uma das principais causas de falha em compósitos
pultrudados. Consequentemente, a análise da fratura em modo II, que avalia o
mecanismo da propagação da fissura no plano interlaminar, vem ganhando espaço
no estudo de materiais compósitos. A análise de fratura em modo II não é trivial ou
normatizada para compósitos pultrudados PRFV, de forma que poucos dados e
conclusões efetivas foram obtidos até o momento a esse respeito. Com o objetivo
de suprir essa lacuna, realizou-se uma extensa investigação experimental,
culminando na proposição de uma nova metodologia para avaliação da fratura em
modo II em materiais compósitos poliméricos pultrudados reforçados com fibra de
vidro (PRFV). / [en] Pultruded glass-fiber reinforced polymer (GFRP) composites are applied in
various industrial sectors due to their good mechanical strength, low specific
weight, and high resistance to corrosion. Exposure to aggressive environments has
become an increasingly studied topic for these materials, such as immersion in
water, conditioning under high relative humidity, low and high temperatures,
thermal and humid cycles, as well as the combination of these effects.
Understanding the effects of environment condition on material behavior is
essential to evaluate its performance and ensure the necessary safety for structural
design. In order to better understand the influence of environmental conditions on
the properties of GFRPs, the effects of temperature and humidity, as well as the
combined action of these two effects, on their physical, chemical, thermal, and
mechanical properties were studied. Important aspects that influence the material s
behavior were considered, such as the resin used, the degree of curing, and the
chemical and physical characteristics of the material. Experimental tests were
conducted under four environmental conditions: (i) exposure to moderate/high
temperatures (70 degrees C to 330 degrees C), (ii) immersion in deionized water (25 degrees C, 55 degrees C,
and 70 degrees C), (iii) exposure to salt spray in hygrothermal aging chambers (35 degrees C, 55
degrees C, and 70 degrees C), and (iv) exposure to real outdoor environment. In addition,
theoretical models were applied to evaluate the results. It was observed that
temperature, conditioning time, and moisture are predominant factors in material
behavior. Additionally, a important issue for the study of pultruded composites lies
in understanding the interlaminar properties of the material. In this context,
interlaminar fracture, associated with longitudinal cracks between the layers of the
material, is one of the main causes of failure in pultruded composites.
Consequently, mode II fracture analysis, which evaluates the mechanism of crack
propagation in the interlaminar plane, has been gaining ground in the study of
composite materials. Mode II fracture analysis is not trivial or standardized for
pultruded GFRP composites, so few data and effective conclusions have been
obtained in this regard so far. In order to fill this gap, an extensive experimental
investigation was carried out, culminating in the proposal of a new methodology
for evaluating mode II fracture in pultruded GFRPs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63105 |
| Date | 04 July 2023 |
| Creators | PRISCILLA SHIMBA CARNEIRO VIEIRA |
| Contributors | DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO, DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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