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Desenvolvimento de espumas vítreas obtidas a partir de resíduos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016 / Os sólidos celulares (porosidade média acima de 70 %) são materiais compostos por uma fase sólida e uma fase fluídica. Devido à baixa condutividade térmica do ar (0,027 W/m.K), tais materiais são excelentes isolantes térmicos. Além dos materiais cristalinos normalmente utilizados para a obtenção dos sólidos celulares, existe a possibilidade de obtenção a partir de materiais vítreos ou parcialmente cristalinos, como os vidros e as vitrocerâmicas, e neste grupo encontram-se as espumas vítreas.Espumas vítreas foram obtidas a partir do reaproveitamento de vidros de garrafa, de diferentes colorações, e com a adição de casca de arroz (3 - 25% em massa) e conchas de ostras (1 - 15% em massa) como agentes formadores de poros. As matérias-primas foram moídas a seco, em duas etapas, e os pós obtidos (passantes em peneira de 45 µm) foram homogeneizados a úmido e então compactados (20 MPa). Os compactos obtidos foram queimados (700 - 950 °C por 30 a 120 min) e,subsequentemente, caracterizados do ponto de vista de suas propriedades químicas, físicas, estruturais e morfológicas. A decomposição dos agentes porogênicos em intervalos de temperatura específicos promoveu o aprisionamento dos gases gerados, resultando na expansão das espumas.As análises térmicas indicaram que as formulações contendo 15% de casca de arroz e as formulações contendo 9% de conchas de ostras apresentaram a melhor relação entre as quantidades de matérias-primas eo processamento utilizados e a expansão máxima resultante. As espumas vítreas obtidas, em sua maioria, apresentaram propriedades com valores dentro dos limites usuais das espumas vítreas comerciais, indicando a possibilidade de obtenção de materiais com porosidade controlada a partir de matérias-primas alternativas, com aplicações onde o isolamento térmico e acústico e a não inflamabilidade são os principais requisitos técnicos. As espumas vítreas obtidas com casca de arroz apresentaram porosidade entre 20 e 85% com condutividade térmica entre 0,068 e 0,154W/m.K e resistência à compressão entre 1,1 e 1,8 MPa. As espumas vítreas contendo conchas de ostras como agente porogênico apresentaram porosidade entre 81 e 91% com condutividade térmica entre 0,057 e 0,077W/m.K e resistência mecânica entre 0,7 e 2,3 MPa. O aumento da porosidade promoveu a diminuição tanto na resistência mecânica quanto na condutividade térmica.<br> / Abstract: Cellular solid (average porosity above 70%) are materials composed of a solid phase and a fluidic phase. Due to the low thermal conductivity of air(0.027 W/m.K), such materials are excellent thermal insulators. Besides the crystalline materials normally used for obtaining the cellular solids, there is the possibility of obtaining from vitreous or partly crystallinematerials, such as glasses and glass ceramics, and in this group are the glass foams. Glass foams were obtained from glass bottle recycling with different colors, and adding rice husk (3 - 25 wt%) and oyster shells (1 -15 wt%) as pore forming agents. Raw materials were dry milled in twostages, and powders (under a 45 µm sieve) were wet homogenized andthen compacted (20 MPa). The obtained compacts were fired (700 - 950°C for 30 to 120 min) and subsequently characterized according to theirchemical, physical, structural and morphological properties. Decomposition of pore forming agents in specific temperature rangespromoted the capture of the generated gases resulting in expansion of thefoam. Thermal analyzes indicated that formulations containing 15 wt%rice husks and formulations containing 9 wt% oyster shells had the bestrelationship between the quantities of raw materials and processing usedand maximum resulting expansion. In general, the glass foams obtainedpresented values within the usual limits of commercial glass foams,indicating the possibility of obtaining materials with controlled porosityfrom alternative raw materials, with applications where thermal andacoustical insulation and non-flammability are the main technicalrequirements. Glass foams obtained with rice husk showed porositybetween 20 and 85% with a thermal conductivity between 0.068 and0.154 W/m.K and compressive strength between 1.1 and 1.8 MPa. Glassfoams containing oyster shells as porogenic agent showed porositybetween 81 and 91% with thermal conductivity between 0.057 and 0.077W/m.K and compressive strength between 0.7 and 2.3 MPa. Increasingporosity promotes a decrease in the value both in compressive strengthand in thermal conductivity.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/167993
Date January 2016
CreatorsTeixeira, Luyza Bortolotto
ContributorsUniversidade Federal de Santa Catarina, Oliveira, Antonio Pedro Novaes de
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Format91 p.| il., grafs., tabs.
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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