Resumo em Português:

RESUMO A têmpera em soluções poliméricas representa um avanço significativo nos tratamentos térmicos de diferentes classes de aços. A sua aplicação na solubilização de aços inoxidáveis endurecido por precipitação 17 4 PH, potencializa uma nova alternativa aos meios convencionais de resfriamento em água ou óleo. As soluções poliméricas geram nas superfícies dos aços um filme de elevada tensão superficial que elimina à formação da fase vapor gerando aumento na velocidade das etapas de ebulição e convecção. Desta forma, os intermetálicos originados apresentam maior homogeneidade para o posterior envelhecimento artificial. Neste estudo foram analisados os efeitos no comportamento dos aços inoxidáveis 17 4 PH solubilizados com resfriamento em água e soluções poliméricas de 10 e 25% polivinilpirolidona (PVP). Posteriormente as amostras receberam envelhecimento artificial na temperatura de 480°C. Verificou-se- o comportamento microestrutural, distribuição de microdurezas e características relacionadas à difração de raios X (DRX). Os resultados demostraram que a utilização solução polimérica de 10% contribuiu para a completa transformação martensítica na matriz, com valores maiores de microdureza, junto à superfície e distribuição homogênea de precipitados no processo de envelhecimento artificial. Conclui-se que a utilização de soluções poliméricas nos tratamentos térmicos de solubilização dos aços inoxidáveis 17 4 PH pode contribuir para melhora das suas propriedades metalúrgicas e mecânicas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The quenching in polymeric solutions represents a significant advance in the heat treatments of different classes of steels. Its application in the cooling, after the solubilization of stainless steels hardened by precipitation 17 4 PH, potentiates a new alternative to the conventional means of cooling in water or oil. The polymeric solutions form a film of high surface tension on the steel surfaces that eliminates the formation of the vapor phase, generating an increase in the kinetics of the boiling and convection stages. In this way, the generated intermetallics present greater homogeneity for subsequent artificial aging. In this study, the effects of quenching in water and in polymeric solutions of 10 and 25% in polyvinylpyrrolidone (PVP) on the metallurgical and mechanical properties of 17 4 PH stainless steels were analyzed. Subsequently, the samples were submitted to the heat treatment of artificial aging at a temperature of 480°C. The microstructural behavior, microhardness distribution and characteristics related to X ray diffraction (XRD) of the samples were analyzed. The results showed that the use of a 10% PVP polymer solution caused a complete martensitic transformation in the matrix, with higher microhardness values near the surface and homogeneous distribution of precipitates in the artificial aging process. It is concluded that the use of polymeric solutions in the tempering of 17 4 PH stainless steel can contribute to significant advances in their metallurgical and mechanical properties.

Resumo em Português:

RESUMO No Brasil várias estruturas de concreto tem se mostrado deterioradas precocemente em decorrência da formação tardia da etringita (DEF). Ainda existem muitas lacunas e, em especial, no que diz respeito ao comportamento de materiais cimentícios suplementares e sua eficácia no combate das expansões por DEF. O acompanhamento e controle em obra muitas vezes trazem preocupação futura, pós lançamento dos concretos, haja vista as altas temperaturas atingidas pela geração de calor de hidratação. Diante do exposto, esta pesquisa traz dois estudos de caso brasileiros, nos quais as temperaturas ficaram próximas de 70°C, mesmo na presença de cimento pozolânico e incorporação de metacaulim. No sentido de avançar no entendimento deste processo na presença do metacaulim, e contribuir com o meio técnico, foi desenvolvido um estudo em laboratório em compósitos cimentícios sem e com a incorporação desta adição, em vários teores. Os dados dos concretos observados em campo mostraram que mesmo tendo sido feitos estudos térmicos prévios e alertas quanto à dosagem e geração de calor, quando do seu lançamento, um aumento no consumo de cimento e do metacaulim fez com que as temperaturas suplantassem as previsões térmicas colocando em riscos as estruturas de concreto no tempo no que diz respeito à DEF. Os estudos de expansão realizados até 365 dias em laboratório indicaram que os ensaios em argamassa demoram muito tempo para sinalizar o processo expansivo deletério da DEF. Caso sejam adotadas idades até um ano, riscos existem de considerar teores mitigadores de metacaulim, podendo estes se classificarem como falso negativos. Nas argamassas testadas, a DEF foi identificada pelas análises microestruturais. Assim, estudos complementares em concreto são necessários para um melhor entendimento e delineamento do comportamento expansivo na presença de adições frente ao processo da DEF durante a vida útil das estruturas, além da refrigeração dos materiais e do concreto.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Several concrete structures in Brazil are suffering prematurely from delayed ettringite formation (DEF). There are still many gaps and about the behavior of supplementary cementitious materials and their effectiveness in mitigating DEF expansions. Furthermore, monitoring and controlling on site often bring future concern after placing concrete in situ given the high temperatures reached by the hydration heat. Given the above, this research presents two case studies of concrete cast with pozzolanic cement and incorporation of metakaolin in which temperatures achieved 70°C. In order to progress the understanding of this deleterious process in the presence of metakaolin and to contribute with the technical community, an experimental research was performed in laboratory to evaluate DEF in cementitious composites with and without of metakaolin at various levels. The data observed in the field showed that temperatures surpassed the preliminary thermal previsions after casting concretes, bringing risks of DEF over time, despite of the previous warnings regarding to the mixtures and generation of heat. Furthermore, laboratory studies carried out up to 365 days have indicated that the mortar tests take a long time to signal deleterious expansion process of DEF. Thus, if ages up to one year are adopted, there are risks of considering levels of metakaolin proper for use that, in fact, are classified as false negatives. Ettringite formations were identified by microstructural analyses in all tested mortars. In this regard, complimentary concrete studies are necessary to better understand and delineation of the expansive behavior in the presence of mineral admixtures against the DEF process during service life of structures, besides concrete and materials cooling.

Resumo em Português:

RESUMO A contaminação da água devido ao descarte de poluentes emergentes como antibióticos, pesticidas, aditivos alimentares entre outros poluentes orgânicos tem efeitos adversos na saúde humana e é um problema ambiental mundial que necessita de ação imediata. A tecnologia de membrana é uma alternativa eficaz e atraente para esse tratamento, por oferecer alta eficiência de separação, baixo consumo de energia, e maior flexibilidade operacional. Além disso, uma grande atenção tem sido concedida à nanotecnologia, a qual, permite a produção de materiais com propriedades como, hidrofilicidade, permeabilidade e resistência. O presente trabalho tem como objetivo o preparo e caracterização de membranas poliméricas de matriz mista. Estas foram preparadas pela técnica de inversão de fases, utilizando como precursor polimérico o copolímero de estireno e acrilonitrila (SAN), com a adição de argila organofílica (0, 1,5 e 3,0% (m/m)) e como solvente N-metil-2-pirrolidona (NMP). A partir da análise dos resultados de MEV constatou-se que as membranas apresentaram uma estrutura assimétrica, compostas por uma fina camada seletiva no topo, macrovazios na forma de finger-like que se prolongam através da membrana, com poucos ou nenhum defeito na superfície. Já ao observar-se o efeito da adição de argila, percebeu-se que o mesmo causou um aparente aumento na camada seletiva e a diminuição na camada porosa. Ademais, na adição da argila para concentração de 3% percebeu-se uma maior formação de defeitos aparentes, tornando-a quebradiça. Baseado nos resultados da análise de BJH concluiu-se que as membranas apresentaram uma vasta distribuição de poros na faixa de meso, macro ou microporos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Water contamination due to the disposal of emerging pollutants such as antibiotics, pesticides, food additives and other organic pollutants has adverse effects on human health and is a global environmental problem that needs immediate action. Membrane technology is an effective and attractive alternative to this treatment, offering high separation efficiency, low energy consumption, and greater operational flexibility. In addition, great attention has been paid to nanotechnology, which allows the production of materials with properties such as hydrophilicity, permeability and resistance. The present work aims at the preparation and characterization of mixed matrix polymeric membranes. These were prepared by the phase inversion technique, using the copolymer of styrene and acrylonitrile (SAN) as polymeric precursor, with the addition of organophilic clay (0, 1.5 and 3.0% (m/m)) and as a solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). From the analysis of the SEM results, it was found that the membranes presented an asymmetrical structure, composed of a thin selective layer on top, finger-like macroempty that extend through the membrane, with few or no defects in the membrane surface. When observing the effect of the addition of clay, it was noticed that it caused an apparent increase in the selective layer and the decrease in the porous layer, it was observed that the addition of clay to a concentration of 3% caused the formation of apparent defects, making it brittle. Based on the results of the BJH analysis, it was concluded that the membranes showed a wide distribution of pores in the range of meso, macro or micropores.

Resumo em Português:

RESUMO Este artigo analisa a aplicação de microesferas ocas de vidro (MEOV) em resina poliéster insaturada (RPI) como técnica para obtenção de materiais compósitos de baixa densidade, utilizando a fibra de vidro como elemento estruturante. Neste trabalho, as amostras de material compósito foram fabricadas através do processo manual com da incorporação de MEOV na resina em diferentes teores em massa, e o mesmo procedimento foi feito para elaborar amostras com carbonato de cálcio (CC) incorporado na matriz, pois o CC é amplamente utilizado na fabricação de compósitos por este processo em razão de seu baixo custo. Diferentes composições foram feitas com o intuito de analisar os efeitos da inclusão das cargas nas propriedades físicas, mecânicas e na morfologia dos compósitos. Inicialmente analisou-se a densidade e viscosidade da mistura: Resina/carga na condição pré-catálise. Na sequência, já na condição da mistura catalisada e acrescida de reforços de mantas formadas por fibra de vidro, o compósito passou pela análise da densidade, resistência à tração, à flexão, ao impacto e dureza, além da caracterização morfológica através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), tendo como referência os valores obtidos na composição de resina sem carga. Os resultados demonstraram que a inclusão de MEOV misturado à resina, promove drástica redução na densidade e dureza, com moderada redução nos valores na resistência à flexão e ao impacto. Promoveu aumento significativo da viscosidade e ligeiro incremento da resistência à tração do compósito em relação ao valor referencial. Já o CC provocou elevação na densidade, resistência à tração, dureza e viscosidade, reduzindo a resistência à flexão e ao impacto. Conclui-se que as MEOV consistem excelente solução para aplicações de materiais compósitos que exigem redução de peso.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper evaluates the application of hollow glass microspheres (HGM) in unsaturated polyester resin (UPR) as a path to obtain lightweight composite materials, using glass fiber as a structuring element. In this work, the composite materials samples were manufactured by incorporating HGM in the resin in different mass contents, and the same procedure was done to obtain calcium carbonate in polyester matrix composite samples, as CC is widely used in composites manufacturing processes due to its low cost. Different contents of these fillers were applied in the matrix in order to analyze its effects on physical and mechanical properties, as well as the morphology of the composites, which were evaluated by scanning electron microscopy (SEM). It was measured the viscosity and density of the UPR/filler mixtures before catalysis and the tensile, flexural, impact strength and hardness of the composites. The results were compared to the unfilled UPR composite parameter and showed that the inclusion of HGM promoted a drastic reduction in the density before catalysis and of the composites materials. It also reduced the flexural strength, impact strength and the hardness of the materials, increased the viscosity and the tensile strength. On the other hand, CC increased the density, tensile strength, hardness and viscosity and reduced flexural strength and impact strength. This research concluded that the HGM are a good path to obtain lightweight composite materials.

Resumo em Português:

RESUMO Nos últimos anos, vários estudos foram realizados buscando reduzir o peso de veículos automotores, a fim de diminuir as emissões de poluentes. Neste cenário os aços de baixa densidade do sistema Fe-Mn-Al-C podem ser considerados uma alternativa promissora para suprir essas exigências da indústria automotiva. Geralmente, nos aços de baixa densidade, uma quantidade considerável de alumínio é adicionada a fim de reduzir a densidade geral do aço. No entanto, altos teores de alumínio promovem características distintas na microestrutura, destes aços quando comparados aos aços convencionais, como a presença do carboneto k ((Fe, Mn)3AlC), além da necessidade de se entender a combinação deste elemento com outros elementos de liga que podem ser adicionados. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a microestrutura, a dureza e a densidade resultantes em função da influência do Al e do Nb em uma nova composição química pertencente ao sistema Fe-Mn-Al-C, na condição trabalhada a quente, a partir de análises de difração de raios X, microscopia eletrônica, medidas de dureza e densidade por princípio de Arquimedes. Os resultados permitiram indicar que o alto teor de Al adicionado promoveu uma redução de cerca de 13% na densidade, em relação aos aços estruturais tradicionais, e a estabilidade da ferrita δ até a temperatura ambiente. A condição avaliada apresentou a temperatura ambiente uma microestrutura formada por uma matriz de ferrita δ e α, juntamente com precipitados de carboneto k (AlFe3C) e carboneto de nióbio (NbC), estes dois últimos devido as adições de Al e Nb, resultando em uma dureza de 59,4 ± 1 HRA e uma estimativa do limite de resistência a tração de próximo a 800 MPa – dentro da faixa dos aços avançados de alta resistência (Advanced High Strenght Steels – AHSS).

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In recent years, several studies have been carried out seeking to reduce the weight of motor vehicles to reduce pollutant emissions. In this scenario, low-density steels from the Fe-Mn-Al-C system can be considered a promising alternative to meet these requirements of the automotive industry. Generally, in low-density steel, a considerable aluminum amount is added in order to reduce the overall density of the steel. However, high aluminum contents promote distinct characteristics in the microstructure of these steels when compared to conventional steels, such as the k carbide presence ((Fe,Mn)3AlC), in addition to the need to understand the combination of this element with other alloying elements that can be added. In this context, this paper aims to evaluate the resulting microstructure, hardness and density as a function of the Al and Nb influence in a new chemical composition belonging to the Fe-Mn-Al-C system, in hot worked condition from X-ray diffraction and eletron microscopy analyses, hardness, and density measurements by Archimedes’ principle. The results indicated that the high added Al promoted a reduction of about 13% in density, in relation to typical structural steels, and the δ ferrite stability up to room temperature. The condition evaluated at room temperature presented a microstructure formed by a matrix with δ and α ferrite, together with k-carbide (AlFe3C) and niobium carbide (NbC) precipitates, the latter two due to the Al and Nb additions, resulting in 59.4 ± 1 HRA hardness and an estimated tensile strength limit close to 800 MPa – within the range of the Advanced High Strength Steels (AHSS).

Resumo em Espanhol:

RESUMEN La aleación eutéctica AA-4032 es ampliamente utilizada en pistones de motores de combustión interna dada su buena combinación de propiedades a temperaturas intermedias. Una mejora importante en las propiedades podría obtenerse mediante el aumento de la fracción de Si en aleaciones Solidificadas Rápidamente (SR) y posteriormente compactadas, evitando así la formación grandes placas de Si características de las aleaciones hipereutécticas. Sin embargo, si bien se es conocido su comportamiento mecánico, el estudio del comportamiento frente a la corrosión aún es incompleto. En este trabajo se estudiaron dos aleaciones hipereutécticas, con 20%m y 30%m de Si (composición nominal), obtenidas por SR y compactación por Extrusión en Caliente, en comparación con la aleación eutéctica AA-4032 (12%m de Si). Posteriormente, se realizaron tratamientos térmicos de Solubilización (1h-530ºC) y un Envejecimiento artificial (170ºC-10hs). La caracterización microestructural se realizó mediante Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Espectroscopia Dispersiva en rayos X (EDS). Se analizó el comportamiento frente a la corrosión por medio de ensayos de polarización potenciodinámica en solución 0.1M y 1M NaCl a temperatura ambiente y pH neutro. Las superficies de las probetas ensayadas fueron caracterizadas morfológicamente mediante MEB y EDS. Se discute la influencia del contenido de Si en las aleaciones y su distribución en la microestructura sobre la forma de las curvas de polarización y sus parámetros característicos. Microestructuralmente se observó que el proceso de SR evitó la formación de las placas de Si primario, mientras que los tratamientos térmicos promovieron, entre otras cosas, la esferoidización de las partículas intermetálicas. Por otro lado, los ensayos de corrosión mostraron que: el potencial de picado de las aleaciones resultó ser independiente del contenido de Si, que las muestras solubilizadas presentaron la menor corriente de pasivación y que en todos los casos se produjo la disolución preferencial del aluminio.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Eutectic AA-4032 alloy is widely used in internal combustion engine pistons due to its good combination of properties at intermediate temperatures. An important improvement in the properties could be obtained by increasing the Si fraction in Rapidly Solidified (SR) alloys and subsequently compacted, thus avoiding the formation of large Si plates characteristic of hypereutectic alloys. However, although there are several studies on its mechanical behavior, the study of its behavior against corrosion is still incomplete. In this work, two hypereutectic alloys were studied, with 20%wt and 30%wt of Si, obtained by RS and compaction by Hot Extrusion, in comparison with the eutectic AA-4032 alloy (12%m of Si). Subsequently, Solubilization heat treatments (1h-530ºC) and artificial aging (170ºC-10hs) were carried out. Microstructural characterization was carried out using X-ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX). The behavior against corrosion was analyzed by potentiodynamic polarization tests in 0.1M and 1M NaCl solution at room temperature and neutral pH. The surfaces of the tested specimens were morphologically characterized by SEM and EDX. The influence of the Si content in the alloys and its distribution in the microstructure on the shape of the polarization curves and their characteristic parameters is discussed. Microstructurally, it was observed that the SR process prevented the formation of the primary Si plates, while the heat treatments promoted, among other things, the spheroidization of intermetallic particles. On the other hand, the corrosion tests showed that: the pitting potential of the alloys turns out to be independent of the Si content, the solubilized samples presented the lowest passivation current and all cases the preferential dissolution of aluminum occurs.

Resumo em Português:

RESUMO As ligações de viga – pilar em estruturas de aço são projetadas tradicionalmente supondo seu comportamento idealmente flexível ou totalmente rígido, o que simplifica os processos de análise e de projeto estrutural. No entanto, esses dois casos são extremos, porque a maioria das conexões usadas no campo prático transmitem algum momento parcial. Resultados experimentais obtidos para conexões de viga – pilar mostram que a relação entre a rotação e o momento é não linear e varia dependendo da flexibilidade das mesmas. Nesse contexto, um modelo constitutivo unidimensional de ligação fundamentado na Mecânica do Dano Contínuo é proposto, o qual leva em conta a redução progressiva da rigidez rotacional. Um código computacional é desenvolvido para a análise estática de pórticos planos com comportamento não linear geométrico e com ligação semirrígida. A variável dano é calculada em função de três parâmetros – rigidez rotacional inicial, deformação rotacional e módulo de dano -, sendo esses obtidos da curva momento – rotação da ligação. Com o objetivo de verificar a formulação proposta, esse modelo é aplicado em dois problemas numéricos - uma viga em balanço e um pórtico com dois andares. As estruturas são discretizadas com a formulação Corrotacional do Método dos Elementos Finitos, considerando a teoria de Euler-Bernoulli para a flexão de viga. A ligação é simulada por um elemento finito de comprimento nulo, cuja matriz de rigidez elementar considera as rigidezes axial, translacional e rotacional. O sistema de equações não lineares, que descreve o problema estrutural, é solucionado por um procedimento incremental-iterativo de dois passos com convergência cúbica. Os resultados numéricos com o programa Scilab mostram a boa concordância entre as trajetórias de equilíbrio obtidas com o modelo proposto e aquelas encontradas na literatura.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Beam-to-column connections in steel structures are traditionally designed with the assumption of ideally flexible or fully rigid behavior, which simplifies the analysis and structural design processes. However, these two cases are extreme, as most connections used in practical field transmit some partial moment. Experimental results obtained for beam-column connections show that the moment-rotation relation is non-linear and varies depending on connection flexibility. In this context, a connection one-dimensional constitutive model based on Continuous Damage Mechanics is proposed, which takes into account the progressive reduction of rotational stiffness. A computational code is developed for the static analysis of plane frames with geometric nonlinear behavior and semi-rigid connection. The damage variable is calculated as a function of three parameters – initial rotational stiffness, rotational deformation and damage modulus -, being these obtained from the moment – rotation curve of the connection. In order to verify the proposed formulation, this model is applied to two numerical problems – a cantilever beam and a two-story frame. The structures are discretized with the Co-rotational formulation of the Finite Element Method, considering the Euler-Bernoulli theory for beam bending. The connection is simulated by a null-length finite element, whose elementary stiffness matrix considers the axial, translational and rotational stiffnesses. The system of nonlinear equations, which describes the structural problem, is solved by a two-step iterative-incremental procedure with cubic convergence. The numerical results with the Scilab program show the good agreement of the equilibrium paths of the structures obtained with the proposed model and those found in the literature.

Resumo em Português:

RESUMO As primeiras lajes alveolares foram produzidas em meados de 1950 na Finlândia, sendo a seção transversal composta por alvéolos circulares de 150, 200 ou 265 mm de altura. Na década de 80, seções de alvéolos não circulares tornaram-se populares, com seções mais altas de 320, 370, 400 e 500 mm. O presente trabalho é uma continuidade dos estudos em pisos pré-moldados realizados pelo Núcleo de Estudo e Tecnologia em Pré-moldados de Concreto (NETPre), e tem como objetivo analisar os mecanismos de ruptura de lajes alveolares protendidas submetidas a esforços cortantes com ênfase no estudo comparativo da variação da altura das lajes (lajes altas e baixas). Neste trabalho foram analisados ensaios destrutivos realizados de acordo com a EN1168 em 06 protótipos de lajes (03 com altura de 200 mm e 03 com altura de 300 mm) com 6 m de comprimento cada, com aplicação de uma carga concentrada até a ruptura para avaliação da resistência à força cortante última. A partir das análises dos mecanismos resistentes concluiu-se que as lajes de 200 mm apresentaram maior influência do mecanismo de flexão o que resultou em maior deformabilidade do elemento para valores menores de força em comparação com as lajes mais altas. No caso das lajes de 300 mm o mecanismo de ruptura quanto ao cisalhamento foi bem definido com ruptura brusca e aparecimento de fissura inclinada típica com extensão do apoio ao ponto de aplicação da força. Além disso, analisando os resultados e comportamento das peças próximo a ruína, pode-se concluir que tanto as lajes de 300 mm como as de 200 mm apresentaram boa eficiência de ancoragem. O escorregamento das cordoalhas somente ocorreu após a ruptura por cisalhamento em região fissurada por flexão de acordo com o critério de cálculo adotado na NBR14861.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The first’s hollow-core slabs were produced by 1950 in Finland and had circular cross section of 150, 200 or 265 mm height. By 80’s, non-circular hollow core slabs became popular in 320, 370, 400 and 500 mm height. This work is a continuity of precast floors studies done by Núcleo de Estudo e Tecnologia em Pré-moldados de Concreto (NETPre), and aims to analyze the rupture mechanisms of prestressed hollow core slabs subjected to shear tension with an emphasis on comparative study in variation of height in slabs (high and low height slabs). In this work, destructive tests carried out according to EN1168 were analyzed in 06 slab prototypes (3 with 200 mm height and 3 with 300 mm height) with 6 m length each, with the application of a concentrated load until the rupture for evaluation of resistance to ultimate shear force. From the analysis of the resistant mechanisms it was concluded that 200 mm slabs presented greater influence of flexural mechanism which resulted in a larger deformability of the element for lower values of applied force in comparison with the higher slabs. In the case of 300 mm slabs, the rupture mechanism of shear tension was defined as sudden rupture and the appearance of a typical inclined crack with extension from the support to the point of application of the load. In addition, with the behavior and results that slabs showed near the ruin point, it can be concluded that both 300 mm and 200 mm slabs presented good anchoring efficiency. The slipping of the strings occurred only after the shear rupture in flexural-fissured region according to the calculation criteria adopted in NBR14861.

Resumo em Português:

RESUMO Para garantir a proteção dos indivíduos, diversos materiais são utilizados para blindagem de radiação ionizante, dentre eles o sulfato de bário (barita), que se destaca por apresentar boa atenuação de feixes de fótons em diferentes energias, incluindo aqueles utilizados em radioterapia. Nesse contexto, este trabalho propõe três traços de concretos baritados: T.REF (referência), T.10%SA (com substituição de 10% de cimento Portland por sílica ativa) e T.10%CV (com substituição de 10% de cimento Portland por cinza volante) para investigar os efeitos da blindagem da radiação ionizante gerada por um equipamento de radioterapia. As amostras de concreto foram caracterizadas em relação as suas densidades aparentes e resistência à compressão axial. Para avaliar eficácia da blindagem, foram realizadas medidas de atenuação da radiação do feixe primário gerado por um acelerador linear, para tensões máximas de aceleração de 6 MV e 10 MV, em função da espessura dos corpos de prova. Quanto à densidade, todos os concretos baritados foram classificados como “normais” conforme a NBR 8953 e, em relação aos ensaios de resistência à compressão, todos atenderam aos critérios estruturais e de severidade do meio, segundo a NBR 6118. No tocante a blindagem da radiação ionizante, o concreto baritado T.10%CV apresentou maior eficiência reduzindo as espessas paredes das salas de radioterapia em 80,91% e atenuando 95% da radiação incidente. Este traço é composto por cinza volante, um resíduo proveniente da queima do carvão mineral em usinas termelétricas. Portanto, além de propor um método de reaproveitamento e uma destinação adequada ao resíduo sólido, foi possível reduzir o consumo de clínquer; material responsável pela maioria das emissões de gases poluentes no processo de fabricação de cimento. Ademais, os concretos baritados T.REF e T.10%SA também se mostraram adequados para serem aplicados em barreiras de proteções de salas de radioterapia, embora tenham apresentados atenuações menores que o T.10%CV.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT To ensure the protection of individuals, different materials have been used as shielding from ionizing radiation, among them the barium sulfate (barite) stands out for presenting good attenuation of photon beams for distinct energies, including those used in radiotherapy. In this context, this work provides three compositions of barium concretes: T.REF (reference), T.10% SA (with 10% replacement of Portland cement with silica fume) and T.10% CV (with 10% replacement of Portland cement with fly ash) to investigate shielding effects against ionizing radiation generated by radiotherapy equipment. Concrete samples were characterized with respect to bulk density and axial compression strength. Regarding the effectiveness of the shielding, measurements of attenuation of the primary beam generated by a linear accelerator were carried out, for maximum acceleration voltages of 6 MV and 10 MV, as a function of the thickness of the samples. The density measurements show that the concretes were classified as “normal” as stated in NBR 8953. In the compressive strength tests, the concretes were in line with structural and severity criteria, according to NBR 6118. Concerning the shielding of ionizing radiation, the barium concrete T.10%CV showed the greater efficiency among all the proposed compositions, reducing the thickness of the wall of radiotherapy rooms by 80.91% with an attenuation of 95% of incident radiation. This trace is composed of fly ash, a residue from the burning of coal in thermoelectric plants. Therefore, in addition to proposing a reuse method and an adequate destination for solid waste, it was possible to reduce the consumption of clinker; the material responsible for most gaseous emissions in the cement manufacturing process. Furthermore, other barium concretes as T.REF and T.10%SA also proved to be suitable for application in protective barriers in radiotherapy rooms, although they presented lower attenuations than T.10%CV.

Resumo em Português:

RESUMO Neste artigo avaliou-se o efeito do processo de cura na resistência ao cisalhamento de um solo arenoso misturado com teores de emulsão superiores a 10% em massa. A metodologia consistiu na coleta e caracterização do solo, caracterização da emulsão, compactação das misturas, cura dos corpos de prova por exposição ao ar por 1, 7 e 28 dias, e realização de ensaios de compressão triaxial em condições saturadas e não saturadas. Evidenciou-se que o aumento do tempo de cura ocasionou uma diminuição da massa específica aparente dos corpos de prova em razão da diminuição do teor de umidade devido à evaporação da água de constituição da emulsão. Os resultados dos ensaios realizados em condições saturadas indicaram não haver influência do tempo de cura na resistência ao cisalhamento. Já nos corpos de prova sem saturação, o aumento do tempo de cura produziu um aumento no valor do intercepto coesivo das misturas, mais pelo incremento da sucção do que pelo aumento da capacidade de ligação entre os grãos minerais. Em todos os casos, a adição de altos teores de emulsão asfáltica provocou um aumento no intercepto coesivo e diminuição do ângulo de atrito nos corpos de prova ensaiados com e sem saturação.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper aims to evaluate the effect of the curing process on the shear strength of mixtures of a sandy soil and high levels of emulsion (higher than 10% in weight). The adopted methodology consisted of collecting and characterizing the sandy soil, characterizing the asphaltic emulsion, compacting the mixtures, curing the specimens by exposure to air for 1, 7, and 28 days, and performing triaxial compression tests under saturated and unsaturated conditions. The results showed that the increase in the curing time caused a gradual decrease in the apparent specific gravity of the specimens due to the decrease in the moisture content caused by the evaporation of the water in the asphaltic emulsion. The results of tests carried out in saturated conditions indicated that there is no influence of the curing time of the specimens on their shear strength. In the specimens tested without saturation, the increase in the curing time produced a significant increase in the value of cohesive intercept of mixtures, more due to the increase in suction than to the increase in the bonding capacity between the soil grains. In all cases, the addition of asphalt emulsion contents higher than 10% caused an expressive increase in the cohesive intercept and a decrease in the friction angle in the specimens tested with and without saturation.

Resumo em Português:

RESUMO Esta pesquisa teve por objetivo principal avaliar a influência do tipo de geotêxtil de reforço, solo, posição de inserção do reforço geossintético e energia de compactação no comportamento mecânico de solos reforçados com geotêxtil. Esta avaliação foi baseada nos resultados dos ensaios de Resistência à Compressão Não Confinada (RCNC) e de Resistência ao Cisalhamento Direto (τpico). Para a avaliação da influência desses fatores no comportamento mecânico, utilizaram-se testes não-paramétricos, conforme o número de amostras de cada fator. Foram aplicados os testes de Kruskal-Wallis para os fatores “solo” e “tipo de geotêxtil” e de Mann-Whitney para os fatores “posição de inserção do geotêxtil” e “energia de compactação”. De um modo geral, os resultados não mostraram diferenças significativas de RCNC dos solos reforçados comparativamente aos não reforçados. Para o cenário que envolveu a avaliação do comportamento de diferentes solos reforçados, a diferença entre os resultados foi dependente da mobilização do reforço. Em relação aos distintos geotêxteis aplicados e às diferentes posições de localização destes elementos, notou-se que tais fatores não exerceram efeitos estatisticamente significantes sobre o parâmetro RCNC. Quando analisadas as diferentes energias de compactação, observou-se que o aumento dessa energia levou ao incremento do contato do geossintético com o solo, aumentando as forças de atrito de interface e gerando maiores acréscimos de RCNC. Quando analisados os resultados referentes aos ensaios de resistência ao cisalhamento direto, percebeu-se que as mudanças de energia de compactação, solo e tipo de geotêxtil não apresentaram diferença estatisticamente significante sobre o parâmetro τpico e que a inserção de diferentes geotêxteis nos distintos solos estudados não promoveu completa interação entre os materiais, proporcionando a deficiência do atrito de interface.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The main objective of this research was to evaluate the influence of the type of reinforcement geotextile, soil, geosynthetic reinforcement insertion position and compaction energy on the mechanical behavior of geotextile-reinforced soils. This evaluation was based on the results of the Unconfined Compressive Strength (UCS) and Direct Shear tests. In order to evaluate the influence of these factors on the mechanical behavior, non-parametric tests were used, according to the number of samples of each factor. The Kruskal-Wallis tests were applied for the factors “soil” and “type of geotextile” and the Mann-Whitney tests for the factors “position of insertion of the geotextile” and “compaction energy”. In general, the results did not show significant differences in UCS of reinforced soils compared to unreinforced ones. For the behavior of different reinforced soils, the difference between the results was dependent on the reinforcement mobilization. Regarding the different geotextiles applied and the different location positions of these elements, it was noted that such factors did not exert statistically significant effects on the UCS parameter. When the different compaction energies were analyzed, it was observed that the increase in this energy led to an increase in the contact of the geosynthetic with the soil, increasing the interface friction forces and generating greater increases in UCS. When analyzing the results referring to the direct shear strength tests, it was noticed that the changes in compaction energy, soil and type of geotextile did not present a statistically significant difference on the parameter and that the insertion of different geotextiles in the different soils studied did not promote complete interaction between the materials, providing the deficiency of interface friction.

Resumo em Português:

RESUMO A análise do comportamento reológico pode englobar diferentes materiais, entre eles os cimentícios, como ­pastas, argamassas e concretos que, no estado fresco, se comportam como fluidos. Em geral, o controle de quali­dade destes materiais no estado fresco é efetuado por meio de ensaios empíricos que visam qualificar propriedades como consistência, fluidez, entre outras. Entretanto, os testes empíricos não são capazes de caracterizar completamente o comportamento reológico dos materiais cimentícios, sendo necessário para isto recorrer aos ensaios reométricos, nos quais é possível obter os parâmetros reológicos fundamentais – viscosidade e tensão limite de escoamento – desses compósitos. A caracterização reológica dos materiais cimentícios envolve a determinação de parâmetros reológicos de suspensões complexas, compostas por diversos materiais constituintes que interagem entre si, sob o ponto de vista químico e físico. Outros fatores, tais como geometria do equipamento, temperatura, energia de mistura, protocolo de ensaio, também podem influenciar na determinação das propriedades reológicas desses compósitos. Nesse sentido, o presente estudo procurou avaliar a influência da energia de mistura e do pré-cisalhamento nas propriedades reológicas de pastas de cimento. Para tanto, foram estudadas amostras com relações água/cimento iguais a 0,40, 0,45, 0,50, 0,55, 0,60 e 0,65, em massa. Dois níveis de energia de mistura foram empregados: mistura de baixa intensidade (rotação máxima igual a, aproximadamente, 270 rpm), com argamassadeira planetária; e mistura de alta intensidade (rotação máxima igual a, aproximadamente, 12.000 rpm), com misturador de alto cisalhamento. Foram instituídos dois protocolos de ensaio, sendo um com pré-cisalhamento nulo (repouso por 90 s da amostra no reômetro) e outro com aplicação de taxa de deformação constante igual a 100 s–1, durante 60 s, seguido de repouso do material por 30 s. Os resultados obtidos indicaram que a energia de mistura e o pré-cisalhamento influenciam significativamente o comportamento reológico das pastas de cimento com maior volume de sólidos (relação a/c ≤ 0,45).

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The analysis of rheological behavior can encompass different materials, including cementitious materials, such as pastes, mortars and concretes, which, in fresh state, behave like fluids. In general, the quality control of these materials in fresh state is carried out through empirical tests that aim to qualify properties such as consistency, fluidity, among others. However, empirical tests are not able to completely characterize the rheological behavior of cementitious materials, being necessary for this to carry out rheometric tests, in which it is possible to obtain the fundamental rheological parameters – viscosity and yield stress – of these composites. Rheological characterization of cementitious materials involves the determination of rheological parameters of complex suspensions, composed of different constituent materials that interact with each other, from a chemical and physical point of view. Other factors, such as equipment geometry, temperature, mixing energy, test protocol, can also influence the determination of the rheological properties of these composites. In this sense, the aim of this study is to evaluate the influence of mixing energy and pre-shear on the rheological properties of cement pastes. For this purpose, samples with water/cement ratios equal to 0.40, 0.45, 0.50, 0.55, 0.60 and 0.65 by weight were studied. Two levels of mixing energy were used: low intensity mixing (maximum rotation equal to, approximately, 270 rpm), with a planetary mixer; and high intensity mixing (maximum rotation equal to, approximately, 12,000 rpm) with a high shear mixer. Two test protocols were established, one with zero pre-shear (resting for 90 s of the sample in the rheometer) and the other with application of a constant shear rate equal to 100 s–1, for 60 s, followed by rest of the material for 30 s. The results indicated that the mixing energy and pre-shear significantly influence the rheological behavior of cement pastes with higher solids volume (w/c ratio ≤ 0.45).

Resumo em Português:

RESUMO A modelagem da penetração de agentes agressivos no concreto pode melhorar a qualidade de projetos e concorrer para uma especificação otimizada de concretos, contribuindo assim com a previsibilidade comportamental da estrutura, aspecto este muito importante para assegurar condições de serviço adequadas durante o uso, operação e manutenção das estruturas de concreto. Contribuir para o cumprimento de vida útil, minimizando custos de manutenção e riscos aos usuários, é papel desse tipo de estudo, que colabora com a concepção de estruturas duráveis, baseada em desempenho, voltando-se ao controle da corrosão da armadura induzida por cloretos. São diversos os modelos preditivos de vida útil existentes em escala mundial, porém eles se apresentam de forma difusa e heterogênea, o que dificulta sua compreensão e consequente aplicação. O presente trabalho contribui, então, com a realização uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) com o objetivo de identificar os principais modelos utilizados mundialmente, considerando uma abordagem que vai até a etapa de iniciação da corrosão induzida por cloretos. A pesquisa foi realizada em quatro bases de dados, quais sejam: Engineering Village, Science Direct, Scopus e Web of Science. Após exclusão em diferentes fases (título, resumo, busca dos artigos completos e leitura), permaneceram 50 publicações, nas quais foi realizado um levantamento bibliométrico com diversas informações (autores, instituições, países e palavras-chave). Observou-se que a maioria dos modelos preditivos identificados é baseada na difusão de cloretos, conforme a Segunda Lei de Fick, com ou sem modificações pela solução de Crank. Os modelos preditivos mais citados foram a Segunda Lei de Fick e o Life-365, como forma de prever o tempo de início de corrosão e, consequentemente, a vida útil das estruturas de concreto.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Modeling the penetration of aggressive agents in concrete can improve the quality of projects and contribute to an optimized specification of concrete, thus contributing to the behavioral predictability of the structure, an aspect that is very important to ensure adequate service conditions during use, operation and maintenance of concrete structures. Contributing to the fulfillment of service life, minimizing maintenance costs and risks to users, is the role of this type of study, which collaborates with the design of durable structures, based on performance, focusing on the control of chloride-induced reinforcement corrosion. There are several predictive models of service life on a world scale, but they are presented in a diffuse and heterogeneous way, which makes their understanding and consequent application difficult. The present work contributes, then, by carrying out a Systematic Literature Review (SLR) with the objective of identifying the main models used worldwide, considering an approach that goes up to the step of initiation of chloride-induced corrosion. The research was carried out in four databases, namely: Engineering Village, Science Direct, Scopus and Web of Science. After exclusion at different stages (title, abstract, search for complete articles and reading), 50 publications remained, in which a bibliometric survey was carried out with different information (authors, institutions, countries and keywords). It was observed that most of the predictive models identified are based on chloride diffusion, according to Fick’s Second Law, with or without modifications by Crank’s solution. The most cited predictive models were Fick’s Second Law and Life-365, as a way of predicting the time to initiate the corrosion and, consequently, the service life of concrete structures.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The effect of the application of forced convection during the continuous solidification of A356 aluminum alloy over microstructural parameters of AlFeSi phases has been presented in this work. The investigation has been made on the fact that as an alloy solidifies under the action of a rotating magnetic field; a non-dendritic casting structure will be obtained. The Al-Si alloy has been studied using magnetic stirring equipment with permanent magnets. This device has allowed the study of the rotational speed (degree of stirring) effect on the micro- and macro- solidification structure. Different analyses and tests have been carried out, such as micro- and macro-structural analysis. The results have shown that magnetic stirring affects the cooling curves, expanding the solidification range. Microstructural evolution of the alloys has also been observed, from a 100% dendritic structure to a mature rosette type structure, in addition to a notable grain size decrease, which may improve the material’s mechanical behavior. The results show that all the microstructural parameters of the AlFeSi phases (quantity, size, shape factor, particle area, and aspect ratio) decrease when stirring is applied to the alloy during its solidification.

Resumo em Português:

RESUMO As lajes são definidas como elementos estruturais que tem como principal função a transmissão dos carregamentos oriundos das cargas permanentes e acidentais perpendiculares ao seu plano. Dentre os vários esforços ao qual a laje é submetida tem-se a força cortante que ocasiona tensão de cisalhamento no elemento estrutural. Existem fatores capazes de contribuir para o aumento da resistência à força cortante em estruturas de concreto sem armadura transversal. Nesse contexto, alguns estudos buscaram analisar a influência desses fatores sobre o ganho de resistência à força cortante em lajes armadas em duas direções. Diante disso, o presente trabalho visou, por meio da análise numérica, compreender a influência de três principais parâmetros como a espessura da laje, a resistência à compressão do concreto e a taxa de armadura longitudinal sobre a resistência à força cortante em lajes armadas em duas direções e, por meio da análise estatística, definir qual o fator que possuiu maior contribuição sobre esse ganho de resistência à força cortante. Dessa forma, verificou-se a necessidade da definição de novos fatores para lajes esbeltas. Já para o grupo de lajes espessas foi determinado como fator relevante a taxa de armadura longitudinal, sendo o parâmetro que exerce maior influência sobre o ganho de resistência à força cortante.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Slabs are defined as structural elements whose main function is the transmission of loads arising from permanent and accidental loads perpendicular to its plane. Among the various efforts to which the slab is subjected is the shear force that causes shear stress in the structural element. There are factors capable of contributing to the increase in shear strength in concrete structures without transverse reinforcement. In this context, some studies sought to analyze the influence of these factors on the shear strength gain in slabs reinforced in two directions. Therefore, the present work aimed, through numerical analysis, to understand the influence of three main parameters such as slab thickness, concrete compressive strength and longitudinal reinforcement ratio on shear strength in reinforced slabs in two directions and, by means of statistical analysis, to define which factor had the greatest contribution to this gain in shear strength. Thus, the need to define new factors for slender slabs was verified. For the group of thick slabs, the longitudinal reinforcement ratio was determined as a relevant factor, being the parameter that exerts the greatest influence on the gain in shear strength.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Las aleaciones dentales en la cavidad oral liberan iones por acción corrosiva de la saliva, los cuales se depositan en la parte inferior de la boca, otros se difunden a través de las encías y la mayor parte pasan al sistema gastrointestinal. En el presente trabajo se sometieron a ensayos de corrosión acelerada en saliva artificial nueve aleaciones dentales de uso frecuente en nuestro país por personas de bajos recursos (acero inoxidable 316L, amalgamas de plata de bajo y alto cobre, aleaciones Co-Cr y Ni-Cr, aleaciones base Cu y Ti-6Al-4V). Se midió su potencial de corrosión a circuito abierto, se trazaron sus curvas de polarización potenciodinámicas y se analizaron por EDAX los productos de corrosión encontrándose iones Hg, Ag, Ni, Co, Cu, Zn y Si, los cuales pueden afectar la salud de los usuarios, por lo que se recomienda a odontólogos y técnicos dentales informar a los pacientes que sufren de hipersensibilidad no usar aleaciones que contengan metales potencialmente alérgicos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Dental alloys in the oral cavity release ions by corrosive action of saliva, which are deposited in the lower part of the mouth, others diffuse through the gums and most of them pass to the gastrointestinal system. In the present work, nine dental alloys frequently used in our country by people with low resources (316L stainless steel, low and high copper silver amalgams, Co-Cr and Ni-Cr alloys, Cu and Ti-6Al-4V base alloys). Its open circuit corrosion potential was measured, its potentiodynamic polarization curves were plotted and corrosion products were analyzed by EDAX, finding Hg, Ag, Ni, Co, Cu, Zn and Si ions, which can affect the health of users, so it is recommended that dentists and dental technicians inform patients who suffer from hypersensitivity do not use alloys containing potentially allergic metals.

Resumo em Português:

RESUMO Pela questão ambiental aumentou-se a procura por materiais que utilizem mais recursos naturais e renováveis, como os polímeros reforçados com fibras naturais. São realizados tratamentos superficiais para a melhor adesão da fibra na matriz polimérica, o mais comum é a merceirização através de solução de NaOH. A fibra de coco foi analisada em quatro condições: variando entre tratadas e não tratadas, seca em estufa e seca naturalmente. Em seguida foram analisadas por ensaio de tração, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e tomografia de raio x para estudar as características mecânicas, morfológicas e observar a adesão ao polímero. Após o tratamento químico ocorreu a remoção da lignina e hemicelulose da superfície da fibra. Nas fibras tratadas e secas surgiram microfissuras que podem comprometer as propriedades mecânicas. Através do processamento das imagens das secções transversais da fibra foi obtida uma área efetiva entre 39,6% e 43,3%. Para as fibras abaixo de 300 µm a resistência a tração converge para 20 a 60 MPa e o módulo de elasticidade entre 1 e 3 GPa. Os tratamentos aumentaram a resistência a tração e módulo de elasticidade das fibras, contribuindo para a utilização de fibra de coco como reforço em polímeros.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Due to the environmental issue, the demand for materials that use more natural and renewable resources increased, such as natural fibers reinforced polymers. Surface treatments are performed for better adhesion of the fiber to the polymer matrix, the most common is mercerization through NaOH solution. Coconut fiber was analyzed under four conditions: varying between treated and untreated, oven dried and naturally dried. Then they were analyzed by tensile test, scanning electron microscopy (SEM) and x-ray tomography to study the mechanical and morphological characteristics and observe the adhesion to the polymer. After the chemical treatment, lignin and hemicellulose were removed from the fiber surface. In the treated and dried fibers, micro-cracks appeared that could compromise the mechanical properties. By processing the images of the fiber cross-sections, an effective area between 39.6% and 43.3% was obtained. For fibers below 300 µm, the tensile strength converges to 20 to 60 MPa and the modulus of elasticity between 1 and 3 GPa. The treatments increased the tensile strength and modulus of elasticity of the fibers, contributing to the use of coconut fiber as reinforcement in polymers.

Resumo em Português:

RESUMO Diferentemente das estruturas moldadas no local, os sistemas pré-moldados de concreto apresentam basicamente como particularidades: projeto das ligações e a consideração de outras situações de cálculo diferentes da final de projeto. Essas situações são as fases da etapa transitória, envolvendo: desmoldagem, armazenamento, transporte e montagem. Nesta etapa, a peça pode apresentar esquemas estáticos e solicitações diferentes, podendo ocasionar uma condição mais crítica em E.L.U ou E.L.S. A exemplo disso, pode-se citar o caso do pilar pré-moldado que durante esta etapa apresenta comportamento de viga devido a sua posição horizontal. Assim, objetivo deste trabalho é realizar um estudo da posição das alças de içamento em um pilar pré-moldado de concreto que apresenta fases transitórias críticas, de modo a buscar uma posição admissível desses vínculos que resulte na melhor distribuição de esforços e controle da fissuração. Para tal, foi realizada uma análise paramétrica durante a fase de desmoldagem e montagem com o elemento dispondo de 2 alças, cujos parâmetros obtidos com a variação da posição das alças foram: momentos fletores, tensão na armadura e coeficiente redutor de rigidez para as seções mais solicitadas. Na sequência, foram obtidos os mesmos parâmetros, todavia empregando 3 alças na ocasião do saque e 3 pontos para o içamento, totalizando 3 posições típicas de esquema estático para essas fases. Os resultados mostraram que ao empregar 3 alças foi possível o controle da fissuração, redução da armadura necessária e da tensão nas mesmas. A análise paramétrica constatou-se que a rigidez do elemento seria superior a 0,50.EI somente com um nível de tensão abaixo de 0,30, mostrando que não necessariamente limitar a tensão na armadura em 0,50.fyk é uma garantia de E.L.S-F admissível, evidenciando ainda que a perda de rigidez em etapa transitória deve ser considerada, pois não basta atender as condições normativas somente em etapa final de projeto.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Differently cast-in-place structures, precast concrete systems basically have the following particularities: design of connections and consideration of other calculation situations other than the final design. These situations are the phases of the transitory stage, involving: demolding, storage, transport and assembly. At this stage, the part may present static schemes and different requests, which may cause a more critical condition in E.L.U or E.L.S. As an example, we can mention the case of the precast column that during this stage presents a beam behavior due to its horizontal position. Still, the objective of this work is to carry out a study of the position of the lifting loops in a precast concrete column that presents critical transitory phases, in order to seek an admissible position of these support that results in the best distribution of requests and cracking control. For this, a parametric analysis was carried out during the demolding and assembly phase with the element having 2 handles, whose parameters obtained with the variation of the position of the handles were: bending moments, tension in the reinforcement and stiffness reduction coefficient for the most requested sections. Subsequently, the same parameters were obtained, however using 3 handles at the time of the serve and 3 points for lifting, totaling 3 typical positions of static scheme for these phases. The results showed that by using 3 handles it was possible to control cracking, reducing the necessary reinforcement and tension in the same. The parametric analysis showed that the stiffness of the element would be greater than 0.50.EI only with a stress level below 0.30, showing that not necessarily limiting the tension in the reinforcement to 0.50.fyk is assurance of ELS-F admissible, also showing that the loss of stiffness in a transitory stage must be considered, since it is not enough to meet the normative conditions only in the final stage of the project.

Resumo em Português:

RESUMO Vários modelos para predição de vida útil de estruturas de concreto armado simulam o ingresso de agentes agressivos, como os cloretos, geralmente baseados em leis de difusão modificadas ou em propostas de transporte de multi espécies, considerando diversos parâmetros. Sua aplicação pode aprimorar a eficiência e a otimização do projeto e da vida útil em serviço de estruturas em concreto armado. O presente artigo contempla a parte 2 de resultados de uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) com o objetivo de descrever, analisar e classificar os modelos selecionados em determinísticos ou probabilísticos e em empíricos, analíticos e/ou numéricos. Como resultado, observou-se que a maioria dos modelos considerados é baseada na Segunda Lei de Fick, modificada ou não. Além disso, 72% deles são analíticos. Entre os probabilísticos, o método numérico mais utilizado foi a simulação de Monte Carlo. Adicionalmente, outras análises foram realizadas, como os métodos para o cálculo do coeficiente de difusão (D), os teores críticos (Ccr) utilizados, a forma de consideração da não saturação do concreto, fixação de cloretos, fissuras, a direção de penetração dos cloretos, entre outros. Apesar de todos os modelos serem uma simplificação da realidade, trazendo algumas ponderações e limitações, observou-se uma evolução dessas ferramentas para maiores níveis de complexidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Several models for predicting the service life of reinforced concrete structures model the entry of aggressive agents, such as chlorides, generally based on modified diffusion laws or on multi chemical species transport models, considering different parameters. The application of these models can improve the efficiency and optimization of the design and service life of reinforced concrete structures. This article contemplates part 2 of the Systematic Literature Review (RSL) results with the aim of describing, analyzing and classifying the selected models in deterministic or probabilistic and in empirical, analytical and/or numerical models. As a result, it was observed that most of the models considered are based on Fick’s Second Law, modified or not modified. In addition, 72% of the models are analytical. Among the probabilistic models, the most used numerical method was the Monte Carlo simulation. Besides that, supplementary analyzes were made, such as the methods for calculating the diffusion coefficient (D), the critical contents (Ccr) used, the consideration of the non-saturation of the concrete by the models, chloride binding, cracks, the direction of penetration of the chlorides, among others. Although all models are a simplification of reality, attached some considerations and limitations, there was an evolution of predictive models to higher levels of complexity.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT To reduce the shortcomings of existing filtering assistance, the talc was modified by a two-step method. In the first step, the talcum powder was heated by microwave in the acid solution. In the second step, the talcum powder was stirred with Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide (HTAB) solution for optimum time under an optimum temperature. The optimum temperature, time and amount of HTAB were investigated by the batch membrane filtration experiments of kaolin suspension. The filtering effects of the new talc filter aid were evaluated with the filtration rate and moisture content in filter cake. The results showed that the optimum conditions were: the amount of 0.05 mmol/L HTAB was 100 ml, the modified temperature was 80℃ and the modified time was 60 min. When the filtrate was accumulated to 25 ml, the filtration time was 13.21 s shorter than others. The membrane flux of microfiltration was the largest (0.024 L/m2·s) when new talc filter aid was added into the kaolin suspension. The talc powder was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and X-ray diffraction, which made the experimental results more obvious. Characterization results indicated that the hydrophobicity of the talc filter aid was excellent because microwave-assisted acidification talcum powder could absorb the cationic surfactants by electrostatic interactions. Finally, by comparing talc filtration assist with diatomite filtration assist, it is concluded that the filtration performance of talc filtration assist kaolin suspension is superior to other materials.

Resumo em Português:

RESUMO Os extratos vegetais podem ser uma alternativa sustentável no controle de agentes biodeterioradores da madeira diante de suas ricas fontes de químicos bioativos. O objetivo do estudo foi avaliar o desempenho de extratos naturais das folhas de Corymbia citriodora obtidos em diferentes metodologias de preparo, como alternativa para a preservação de madeiras de Eucalyptus sp. Seis tratamentos foram utilizados: T0 – testemunha, sem tratamento; T1 – CCB (Borato de Cobre Cromatado); T2 – Folhas maceradas manualmente e aquecidas a 100 °C; T3 – Folhas maceradas manualmente e imersas em água; T4 – Folhas trituradas mecanicamente e aquecidas a 100 °C; T5 – Folhas trituradas mecanicamente e imersas em água. A impregnação dos tratamentos na madeira de Eucalyptus sp foi realizada em bomba de vácuo e posteriormente os corpos de prova foram parcialmente soterrados em simuladores de campo com solo argiloso de pH 5 (Simulador 1); de textura média com pH 4,5 (Simulador 2); e arenoso com pH 5,1 (Simulador 3), onde permaneceram por 180 dias. Em seguida, foram realizadas as avaliações da perda de massa, desgaste visual, massa específica, ganho de massa, inchamento volumétrico e retenção da solução preservativa. As características do solo no simulador de campo não exerceram influência na perda de massa da madeira, independente do tratamento preservativo. Os valores de massa específica, ganho de massa, inchamento volumétrico e retenção da solução preservativa não apresentaram diferença estatística pelo teste de Tukey a 5% de significância. O Tratamento 1 apresentou resultados de perda de massa de apenas 2,27%. Já os materiais com extratos apresentaram variações: T2 – 7,86%, T3 – 9,93%, T4 – 8,47%, T5 – 18,84. Ao se comparar com os resultados do T0 – 18,83% observa-se que T2, T3 e T4 proporcionaram melhores propriedades contra o fungo da podridão mole. Sendo que a metodologia aplicada ao Tratamento 2 caracterizou-se como a mais promissora para as condições de preservação da madeira no campo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Plant extracts can be a sustainable alternative in the control of wood biodeteriorating agents due to their rich sources of bioactive chemicals. The objective of the study was to evaluate the performance of natural extracts from Corymbia citriodora obtained in different preparation methodologies, as an alternative for the preservation of Eucalyptus sp. Six treatments were used: T0 – control, without treatment; T1 – CCB (Chrome Copper Borate); T2 – Leaves macerated manually and heated to 100 °C; T3 – Leaves macerated manually and immersed in water; T4 – Leaves mechanically crushed and heated to 100 °C; T5 – Mechanically shredded leaves and immersed in water. The impregnation of the treatments in the wood of Eucalyptus sp was carried out in a vacuum pump and later the specimens were partially buried in field simulators with clayey soil of pH 5 (Simulator 1); medium texture with pH 4.5 (Simulator 2); and sandy with pH 5.1 (Simulator 3), where they remained for 180 days. Then, mass loss, visual wear, specific mass, mass gain, volumetric swelling and retention of the preservative solution were evaluated. Soil characteristics in the field simulator did not influence wood mass loss, regardless of preservative treatment. The values of specific mass, mass gain, volumetric swelling and retention of the preservative solution showed no statistical difference by Tukey’s test at 5% of significance. Treatment 1 presented results of mass loss of only 2.27%. The materials with extracts showed variations: T2 – 7.86%, T3 – 9.93%, T4 – 8.47%, T5 – 18.84. When comparing with the results of T0 – 18.83%, it is observed that T2, T3 and T4 provided better properties against the soft rot fungus. The methodology applied to Treatment 2 was characterized as the most promising for the conditions of wood preservation in the field.

Resumo em Português:

RESUMO O concreto é um material largamente utilizado em todo o mundo. Algumas de suas particularidades são a fissuração e a baixa resistência à tração. Assim, a adição de fibras pode ser uma alternativa viável, a fim de se minimizar a ocorrência destes efeitos. O presente estudo investigou as vantagens e desvantagens da adição de fibras de polipropileno (PP) nos materiais cimentícios e, por fim, apresentou os resultados e considerações de um estudo experimental sobre as propriedades dos compósitos de microconcreto no estado fresco e endurecido. Foram usados dois tipos de fibras: uma curta com 12 milímetros de comprimento (microfibras), e outra de 54 milímetros (macrofibras). Os teores de fibras, em relação ao volume do microconcreto, foram de 0,1%, 0,2%, 0,3% e 0,4% para a microfibra e de 0,3%, 0,4% e 0,5% para a macrofibra e para os híbridos. Estes últimos foram compostos por 30% de microfibras e 70% de macrofibras. Parte do cimento foi substituída por sílica ativa (SA) e cinza volante (CV), nas proporções de 7,5% para cada uma delas, em massa. A proporção ligante:agregados foi de 1:3, em massa. Para os agregados, foi adotada a relação de 30% de areia natural e 70% de areia artificial, em massa. Quanto ao efeito das microfibras, estas apresentaram resultados satisfatórios para adições de 0,1% no compósito com adição de microfibras e em todas as composições híbridas nas idades de 28 e 91 dias., tanto no estado fresco como no endurecido. Quanto às macrofibras, estas ocasionaram discreta redução no abatimento e na absorção, constância no percentual de ar aprisionado e melhora nos resultados no estado endurecido para os teores de 0,4% e 0,5%, em relação à mistura de referência (sem fibras).

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The concrete is a material widely used worldwide. Some of its particularities are cracking and low tensile strength. Thus, the addition of fibers can be a viable alternative, in order to minimize the occurrence of these effects. The present study has investigated the advantages and disadvantages of the addition of polypropylene fibers in cementitious materials and, finally, presented the results and considerations of an experimental study on the properties of microconcrete composites in the fresh and hardened state. Two types of fibers were used: a short one 12 mm long (microfibers), and another one 54 mm (macrofibers). The fiber content, in relation to the microconcrete volume, was 0.1%, 0.2%, 0.3% and 0.4% for microfiber, and 0.3%, 0.4% and 0,5% for macrofiber and hybrids. The latter were composed of 30% microfibers and 70% macrofibers. Part of the cement was replaced by silica fume (SF) and fly ash (FA), in the proportions of 7.5% for each one, by weight. The binder: aggregate ratio was 1:3 by weight. For aggregates, the ratio of 30% natural sand and 70% artificial sand, by weight, was adopted. As for the effect of the microfibers, they presented satisfactory results for additions of 0.1% in the composite with the addition of microfibers and in all the hybrid compositions at the ages of 28 and 91 days, both in the fresh and in the hardened state. As for the macrofibers, they caused a slight reduction in the slump and absorption, consistency in the percentage of trapped air and improvement in the results in the hardened state for the contents of 0.4% and 0.5%, in relation to the reference mixture (without fibers ).

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Tartrazine yellow is a dye commonly used in the food, textile, cosmetic and pharmaceutical industries. The effluents generated containing this contaminant must be treated since it presents potential carcinogenicity to the cells. The adsorption stands out among the other techniques used to remove dye from wastewater due to its ease of operation and implementation, and high removal rate. However, the production of effective and low-cost adsorbents is a constant challenge. Gelatin is a promising compound for the production of adsorbent composites, enabling the improvement of its low mechanical properties and accelerated degradation, by the addition of carbonaceous, such as carbon nanotubes (CNT’s). Taking into account economic and environmental aspects, gelatin can be recovered from chromium-tanned leather wastes (RCTLW). Thus, this work aimed to study the adsorption of the tartrazine yellow dye by adsorbent composites based on: (1) commercial gelatin/CNT’s beads and (2) RCTLW gelatin/CNT’s beads. Commercial and RCTLW gelatin composite beads showed an adsorption capacity of 202.39 and 131.32 mg.g–1, respectively, estimated by the Langmuir model. In adsorption kinetics, the density continued to increase after 300 min for both the composite materials, with better prediction of the pseudo-first order model. In the reuse study, the commercial and RCTLW gelatin composite beads proved to be usable for up to 10 cycles, with regenerations of 45 to 68% and 45 to 61%, respectively. In general, the composite beads of gelatin showed promise for the adsorption of dyes, mainly RCTLW gelatin, since it makes possible the use and minimization of wastes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Carbon steel is a commonly used metal in water applications in Mauritius. However, the corrosion resistance of steels and effectiveness of corrosion prevention methods in Mauritian water bodies are unknown. This study is performed to investigate the corrosion behavior of S235 carbon steel in the local tropical waters using various corrosion monitoring techniques. Specimens of the metal are subjected to a simple laboratory immersion test under ambient conditions according to ASTM G31. The coupons are immersed in three distinctively different waters. Upon removal after specific time intervals over a 3-month period, the mass loss, thickness loss and surface roughness are duly evaluated. Mass loss and thickness loss variation with time of immersion are obtained in the form of the power law function. Regarding the surface roughness parameters measured, it is observed that they change logarithmically with corrosion loss due to increasing thickness of the rust layer. A general deterministic model in terms of Rp and Rq is successfully stemmed using Genetic Programming to forecast the corrosion rate.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Pineapple and glass fibers reinforced vinyl ester hybrid composites were prepared in both the dispersed and skin-core types at 40 wt% using hand lay-up technique, and their mechanical properties were studied based on the content of glass fibers (5, 11, 16, and 19 wt%). The effects of the glass fiber addition on mechanical properties were discussed with varying the fiber content by keeping the overall fiber content as constant. The fractographic studies on the fracture surface of tested composite specimens were examined by using scanning electron microscopy. The results were compared with the neat resin samples and pineapple-alone composites. The results show that the mechanical properties of composites increased with an increase in glass fiber addition. Hybrid composite having the pineapple fiber of 21 wt% and the glass fiber 19 wt% show the maximum level of mechanical properties in both types of hybrid composites. The dispersed type hybrid composites show inferior performance than the skin-core type hybrid composites. The theoretical model was used to predict and compare the experimental results and was also found to be in good agreement.

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RESUMO O objetivo deste estudo foi preparar LnCrO3 (Ln = La, Pr, Nd) para investigar a influência de íons lantanídeos nas propriedades estruturais e de cor dos cromitos. Os pós foram sintetizados pelo método de auto-combustão assistida por micro-ondas, usando a uréia como combustível. Após a calcinação a 800 e 1000 ° C, as caracterizações foram realizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia UV-vis e análise colorimétrica usando o sistema CIE-Lab. Todas as amostras são monofásicas e nanocristalinas. Não houve alterações significativas nos parâmetros colorimétricos dopados com íons lantanídeos. As cromitas apresentaram cores com tons de cinza que se tornaram mais escuros nos pós calcinados a temperaturas mais altas. Nenhuma mudança na cor do pigmento foi observada quando incorporada ao esmalte transparente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this current study was to prepare LnCrO3 (Ln= La, Pr, Nd) in order to investigate the influence of lanthanides ions on the structural and color properties of the chromites. The powders were synthesized by the microwave-assisted auto-combustion method using urea as a fuel. After calcination at 800 and 1000 °C, characterizations were performed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), UV–vis spectroscopy and colorimetric analysis using CIE-Lab system. All the samples are considered single phase and nanocrystalline. There were not significant changes in the colorimetric parameters doped with lanthanides ions. The chromites presented colors with greenish gray tones which became darker in the calcined powders at higher temperatures. No change in the pigment color was observed when incorporated into transparent glaze.

Resumo em Português:

RESUMO O cobre e suas ligas têm características de condutividade elétrica e térmica e boa tenacidade. Como o cobre tem um valor positivo para o potencial de redução padrão, ele não reage com a água, mas com os ácidos oxidantes. Um método útil para proteger metais e ligas é a adição de substâncias inibidoras de corrosão na solução, que possui uma alta eficiência de inibição. No entanto, muitos inibidores são indesejáveis devido à sua toxicidade para o meio ambiente e seu alto custo. Estudos foram desenvolvidos para investigar extratos de plantas como inibidores de corrosão. A planta sapindus saponaria L pode ter algum interesse tecnológico em relação a processos corrosivos. Para tanto, foram utilizadas as técnicas de polarização potenciodinâmica cíclica e linear, cronoamperiometria, gravimétrica por imersão em perda de massa, espectrometria de absorção atômica com chama e microscopia eletrônica de varredura. Na voltametria cíclica com o extrato da região catódica, há alguma interação com as espécies em solução. A partir das curvas de polarização, voltametria linear, a eficiência foi de 63,6%, onde o extrato se comportou como um inibidor do tipo misto. Determinando os valores da taxa de corrosão na ausência e na presença do extrato, foram encontrados o valor de 59,8% de eficiência inibitória em termos de imersão em perda de massa e 80,0% em termos de conteúdo de íons de cobre em solução da absorção atômica da chama. As imagens micrográficas mostram que, na presença do extrato, na superfície do cobre não houve alterações significativas e a formação de produtos corrosivos não ocorreu. Conclui-se que o extrato de sapindus saponaria L é um inibidor razoável da corrosão do cobre em HNO31 mol/L.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Copper and its alloys have characteristics of electrical and thermal conductivity and good toughness. As copper has a positive value for standard reduction potential, it does not react with water, but with oxidizing acids. A useful method to protect metals and alloys is the addition of corrosion inhibiting substances in the solution, which has a high inhibition efficiency.However, many inhibitors are undesirable because of their toxicity to the environment and their high cost. Studies have been developed in order to investigate plant extracts as corrosion inhibitors. The sapindus saponaria L plant may have some technological interest in relation to corrosive processes.For this purpose, the techniques of potentiodynamic polarization of cyclic and linear scanning, chronoamperiometry, gravimetric by mass loss immersion, flame atomic absorption spectrometry and scanning electron microscopy were used. In cyclic voltammetry with the cathodic region extract, there is some interaction with the species in solution. From the polarization curves, linear voltammetry, the efficiency was 63.6%, where the extract behaved as a mixed type inhibitor. Determining the values of the corrosion rate in the absence and in the presence of the extract, the value of 59.8% of inhibitory efficiency in terms of mass loss immersion and 80.0% in terms of copper ions content in solution from flame atomic absorption were found.The micrographic images show that in the presence of the extract, on the copper surface there were no significant changes and the formation of corrosion products did not occur. It is concluded that the extract of sapindus saponaria L is a reasonable inhibitor of copper corrosion in HNO3 1 mol/L.

Resumo em Português:

RESUMO Sistemas de freio a disco são utilizados em alta escala na indústria automotiva mundial, devido à sua eficiência, simplicidade do sistema e fácil manutenção. Neste trabalho, foram desenvolvidos discos de freio de ferro fundido cinzento modificado com nióbio. Foram estudadas as adições de nióbio de 0,11%, 0,17% e 0,26% à composição química de um ferro fundido cinzento comercial. Os discos de freio foram fundidos e usinados até as dimensões e acabamento finais para aplicação. A microestrutura foi avaliada utilizando um microscópio óptico e um software de análise de imagens digitais. O teste de desempenho da frenagem e desgaste foram realizados em um dinamômetro de inércia. Testes não destrutivos foram conduzidos usando líquidos penetrantes para revelar trincas após o teste de frenagem. Além disso, a geração de trincas devido a tensões mecânicas e térmicas cíclicas sofridas pelos discos durante o uso foi explicada. Com o aumento da adição de Nb, observou-se uma tendência ao aumento da estabilidade do atrito e velocidade de assentamento, diminuição da temperatura e redução da perda de desgaste. A adição de nióbio melhorou o comportamento dos discos de freio principalmente na redução ao desgaste do par de atrito, 31% para o disco e 15,5% para as pastilhas. Os melhores resultados foram encontrados no disco 4 com 0,26% de Nb.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Disc brake systems are used on a large scale in the global automotive industry, due to their efficiency, system simplicity and easy maintenance. In this work, niobium-modified gray cast iron brake discs were developed. Niobium additions of 0.11%, 0.17% and 0.26% to the chemical composition of a commercial gray cast iron were studied. The brake discs were cast and machined to final dimensions and finish for application. The microstructure was evaluated using an optical microscope and digital image analysis software. Braking performance and wear test were performed on an inertia dynamometer. Non-destructive testing was conducted using penetrating liquids to reveal cracks after the braking test. In addition, the generation of cracks due to cyclical mechanical and thermal stresses suffered by the discs during use was explained. With increasing the Nb addition, there was a tendency to increase the friction stability and settlement speed, a decrease in the braking temperature and a reduction of wear loss. The addition of niobium improved the behavior of the brake discs, mainly in reducing the wear of the friction pair, 31% for the disc and 15.5% for the pads. The best results were found with disc 4 containing 0.26% Nb.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Before being reused, industrial waste needs to have its composition determined so that in the future, it will not cause harm to the people and to the environment. The present study proposes the characterization and reuse of the residue remaining in the production of leveling masses and textures as a component in the Portland cement mortar specimens in order to analyze the effects on the axial compressive strength. The residue generated was characterized by Infrared (IR) Absorption Spectroscopy, X-ray Diffraction (XRD), Atomic Emission (AE) and Thermogravimetric Analysis (TG/DTG). All analyzes confirmed the predominant presence of dolomite (CaMg(CO3)2) as the main component and absence of potentially toxic metals. The addition of 10% of the residue on the cement and sand mass or the replacement of 10% of the sand mass in the mortars had small impact on the axial compression strength. The standard deviation values found lead to the conclusion that the compressive strength of the studied mortars can be considered statistically similar.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this study, zinc oxide was synthesized through wet chemical method at room temperature (RT), 40 °C and 60 °C without surfactant and at the presence of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), sodium dodecyl sulfate (SDS) and polyethylene glycol (PEG 6000) as cationic, anionic and non-ionic surfactants, respectively. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) was used to investigate the effect of temperature and type of surfactants on the morphology of zinc oxide. FESEM images showed that the morphology of zinc oxide changed from rod-like at room temperature with increasing temperature. The morphology of zinc oxide samples synthesized by CTAB, SDS, and PEG surfactants was worm-like, nut-like and rod-like, respectively. The results of X-ray diffraction spectroscopy (XRD) analysis indicated the presence of zinc oxide phase in all samples. Zn(OH)2 phase was also detected in the sample synthesized with PEG 6000. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis was used to evaluate the functional groups. Antibacterial activity of zinc oxide samples against Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) strains was evaluated by using disc diffusion technique and colony-forming unit (CFU) method. Both methods confirmed the antibacterial activity of all samples. Moreover, the highest antibacterial activity was shown for the sample synthesized in the presence of PEG as a surfactant.

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RESUMEN Os principais aspectos geotécnicos da Formação Solimões no estado do Acre para a área de pavimentação rodoviária são: a escassez de pedras britadas, os elevados índices de precipitação e a ocorrência generalizada de solos expansivos ao longo do subleito. A alta variação volumétrica desses solos vem causando prejuízos financeiros e dificultando o transporte terrestre na região. Embora a maioria dos solos locais seja predominantemente composta por argilominerais com estrutura 2:1, a influência do comportamento desses solos em obras de pavimentação ainda é pouco estudada na região. Este artigo avalia 05 amostras de solos potencialmente expansivos coletados nos arredores da cidade de Rio Branco. São realizados, em amostras deformadas, os ensaios de caracterização física, Microscopia Eletrônica de Varredura, difratometria de raios-X, espectrometria de fluorescência de Raios-X e de absorção de azul de metileno. Por meio de correlações existentes, os resultados evidenciam o elevado potencial de expansão das amostras e a importância de um estudo e mapeamento mais abrangente que auxilie o meio técnico local em obras rodoviárias.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The main geotechnical aspects of the southwestern Brazilian Amazon are the absence of rocky outcrops to provide gravel for road construction, the widespread occurrence of expansive soils along the road subgrade and high rainfall indices. The high volumetric changes of these expansive soils has been causing huge financial losses. Although most of the local soils are rich in 2:1 clay mineral, the understanding on how the behavior of these materials influences local pavements is still very limited. This paper asses 05 disturbed expansive clays samples of Rio Branco city. Physical, chemical and mineralogical characterizations are presented. The laboratory tests are then combined with traditional empirical correlations in order to evaluates the expansiveness of Rio Branco clays. The results showed the high swelling potential of the samples and the need of more studies that provides a clear understanding of these expansive clays.

Resumo em Português:

RESUMO Os hidrogéis, redes poliméricas reticuladas capazes de absorver e reter uma grande quantidade de água devido à sua natureza hidrofílica, chamam a atenção para aplicações na Engenharia Tecidual. Ainda, esses materiais oferecem o potencial de projetar arcabouços partindo do seu comportamento pseudoplástico, o que é fundamental para impressão tridimensional (3D) baseada em extrusão. A adição de Laponita, um nanosilicato bidimensional em forma de disco, permite modificar o comportamento reológico de alguns géis, criando uma condição otimizada. Neste estudo, foi realizada a caracterização reológica do hidrogel compósito PEG-Laponita-alginato (PL-Alg) e de seu gel precursor PEG-Laponita (PL), visando futuramente a bioimpressão 3D. Inicialmente, foi avaliado o comportamento reológico de diferentes concentrações de Laponita no compósito PL. Verificou-se que a viscosidade da solução de PEG aumentou drasticamente como uma função da adição de Laponita, de modo que se observou um comportamento reológico não-Newtoniano fortemente pseudoplástico. O efeito dos diferentes teores de Laponita também pode ser notado para o compósito (PL-Alg), mantendo-se fixa a concentração de PEG e alginato, sendo este último adicionado com o intuito de ser um segundo precursor de rede para reticular o hidrogel de PEG-Laponita. Ainda, todos os compósitos apresentaram uma recuperação parcial da viscosidade em função do tempo, após a aplicação de cisalhamento, parâmetro a ser considerado no desenvolvimento de biotintas. Os arcabouços de PL-Alg foram impressos contendo até 10 camadas e colocados em uma solução de CaCl2 para a reticulação das cadeias do alginato. Posteriormente, testes in vitro foram realizados, mostrando que a dissolução da rede do hidrogel compósito foi mais crítica para a amostra com 5% de Laponita. Em conclusão, para trabalhos futuros deverá ser considerada a maneira mais apropriada de reticulação da cadeia de PEG, para melhorar as propriedades mecânicas e a resistência à degradação, viabilizando a utilização do sistema PEG-Laponita-alginato para aplicações em bioimpressão 3D.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Hydrogels, crosslinked polymeric networks capable of absorbing and retaining a large number of water due to their hydrophilic nature, draws attention to Tissue Engineering applications. These materials offer the potential to design scaffolds based on their pseudoplastic behavior, which is essential for extrusion-based three-dimensional (3D) printing. The addition of Laponite, a two-dimensional disk-shaped nanosilicate, allows modifying the rheological behavior of some gels, creating an optimized condition for 3D printing. In this study, the rheological characterization of the composite hydrogel PEG-Laponite-Alginate (PL-Alg) and its precursor gel PEG-Laponite (PL) was carried out, aiming in the future for 3D bioprinting of constructs. Initially, the rheological behavior of different concentrations of Laponite in the PL composite was evaluated. The viscosity of the PEG-400 increased dramatically as a function of the addition of Laponite, characterizing a strong shear-thinning and solid-like rheological behavior, ideal for 3D printing. The effect of different levels of Laponite can also be noted for the composite (PL-Alg), keeping the concentration of PEG400 and alginate fixed, the latter being added as a second network precursor to crosslink the PEG-Laponite hydrogel. Besides, all composites showed a partial recovery of viscosity as a function of time after the application of shear. This rheological parameter must be considered in the development of a bioink. PL-Alg scaffolds containing Laponite were printed containing up to 10 layers and placed in a CaCl2 solution to promote crosslinking of the alginate chains. Subsequently, in vitro tests were performed in phosphate-buffered saline solution, showing that the dissolution of the composite hydrogel network was more critical for the sample with 5% Laponite. In conclusion, for future work, the most appropriate way of crosslinking the PEG chain should be considered to improve the mechanical properties and the resistance to degradation, enabling the use of the PEG-Laponite-Alginate system as a bioink for 3D bioprinting applications.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, electrospun fibers of poly(butylene adipate-co-terephthalate)/poly(N-isopropylacrylamide), PBAT /PNIPAAm, and ecovio®/PNIPAAm blends were obtained. These blends presented a thermoresponsive behavior including a sudden response to temperature variation between 32 and 35 ºC. The addition of PNIPAAm to PBAT and ecovio® solutions significantly improved the electrospinability of both solutions as blends, allowing them to form rounded fibers without defects and with diameters varying between 1000 and 1700 nm. The analysis of attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) spectra for PBAT/PNIPAAm and ecovio®/PNIPAAm electrospun fibers revealed that the electrospinning process does not lead to the formation of strong intermolecular interactions, such as hydrogen bonds, between the constituents of the studied blends’ electrospun fibers. Significant drop water contact angle variation as a function of temperature was observed for both PBAT/PNIPAAm and ecovio®/PNIPAAm electrospun fibers; both presented PNIPAAm’s hydrophilic-hydrophobic transition in the range between 32 and 35 ºC. Comparing PBAT/PNIPAAm and ecovio®/PNIPAAm electrospun fibers, the former was revealed to be more temperature-sensitive than the latter, regarding changes in wettability as the former presented larger gaps in drop water contact angle values compared to the latter. With these results, these blends in the form of electrospun fibers may have a potential application in the field of cell adhesion/detachment.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A customary ratio of vinyl ester (VER) and Polyurethane (PU) resin were chosen as the matrix material (blend) to attain the complete Interpenetrating Polymer Networks (IPN). In this course of research, the mechanical properties of the Banana fiber reinforced IPN (blend) matrix were thoroughly investigated by precisely varying the loading of polyurethane into vinylester as 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% PU respectively. Besides that, the fabricated banana fiber reinforced polyurethane loaded IPN laminate were experimentally investigated in order to characterize the strength of the laminate as per the ASTM standards. The test results exhibit that, strain rate of the laminate increases to many folds as compared (Tensile 0% PU - 0.45% & 50% PU - 3.1%, Flexural 0% PU – 0.62% & 50% PU – 3.73%) with the neat vinylester resin based banana fiber reinforced laminate. In addition to that, it also increases the impact strength and moisture resistance (Impact 0% PU – 2.93 kJ/m2 & 50% PU - 8.01 kJ/m2, Moisture 0% PU – 0.42% & 50% PU – 0.96%) of the IPN laminate considerably depends upon the loading of the polyurethane. As well as to validate further, the fractured surfaces were assessed through Scanning Electron Microscope (SEM). Finally the experimental values were also cross-verified by analytical simulation software by using ANSYS. Finally, the cross-verification proved that both the results of experimental and FEA analysis of the material were in good co-relation with each other.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Polyvinyl chloride (PVC) is a very versatile polymer with many applications. Due to the easy incorporation of additives and plasticizers in this resin. The most used plasticizer for PVC is dioctyl phthalate (DOP), however its use has been restricted by several organizations because it presents potential toxicity. In this way, the objective of this work is to evaluate thermal, physical and dynamic-mechanical characteristics for a polymeric plasticizer alternative to DOP, polyisobutene base. As a method of comparison, the contents of the materials were kept constant, and only the plasticizer content of the samples was altered. Results indicated that the PVC compounds obtained satisfactory plasticizing results and that don’t have chemical transformations. In addition, the plasticizer evaluated has a higher thermal stability when compared to the compound with DOP, proving to be a promising result.

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RESUMEN Chile, se caracteriza por ser un país minero, ya que es el primer productor mundial de cobre y yodo, segundo en litio y tercero en molibdeno. En los últimos años la producción de hierro en nuestro país se ha incrementado al doble, pero estos nuevos depósitos tienen menor ley y la magnetita se encuentra más diseminada, lo que requiere moler más fino para su liberación; producto de esto se ha observado inconsistencias con respecto a la estimación del contenido magnético en las menas minerales de hierro, la cual se realiza cotidianamente a través de pruebas en tubo Davis (DTT) con el fin de determinar los minerales magnéticos en el mineral. El contenido de magnetita ha puesto en duda los resultados obtenidos en estas pruebas, ya que este puede verse afectado por la intensidad de campo magnético utilizada, mineralogía de la mena o el grado de liberación de la partícula útil. Esto lleva a considerar otros tipos de análisis tales como, la balanza de saturación magnética (Satmagan) y el análisis químico de óxido ferroso, el cual utiliza estequiometria para la determinación de la cantidad de magnetita presente en una muestra, por lo tanto en objetivo de este trabajo es evaluar la validez de los estimadores actualmente utilizados por CAP Minería, para la determinación de las propiedades magnéticas de minerales de hierro, utilizando equipos a escala de laboratorio, con la finalidad de obtener una mejor representación de éstas para los procesos de concentración magnética a nivel industrial.

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ABSTRACT Chile is characterized by being a mining country, as it is the world's leading producer of copper and iodine, the second producer of lithium and the third producer of molybdenum. In recent years, iron production in our country has doubled, but these new deposits have lower grades and magnetite is more disseminated. Because of this, it requires finer grinding for its release. As a result, inconsistencies have been observed concerning the estimation of the magnetic content in the iron ores, which is performed daily through Davis tube tests (DTT) to determine the magnetic minerals in the ore. The magnetite content has questioned the results obtained in these tests, as they may be affected by the magnetic field intensity used, the ore mineralogy, or the degree of release of the useful particle. Consequently, other types of analyses may be considered, such as the (Satmagan) magnetic saturation balance and the chemical analysis of ferrous oxide, which uses stoichiometry to determine the amount of magnetite present in a sample. Therefore, the objective of this work is to evaluate the validity of the estimators currently used by CAP Mining, using equipment at laboratory scale, to determine the magnetic properties of iron ores in order to obtain a better representation of these for the magnetic concentration processes at industrial scale

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad y características mecánicas similares a las del hueso humano, las aleaciones de Mg constituyen una alternativa prometedora como materiales para la fabricación de implantes temporales. Sin embargo, su alta velocidad de degradación en ambiente fisiológico es un impedimento para estas aplicaciones. Con la finalidad de incrementar la resistencia a la corrosión de la aleación de Mg AZ91D en ambiente fisiológico simulado, se generaron recubrimientos dobles de cerio y epoxi modificados. Como primer paso se sintetizó químicamente polipirrol (PPy) modificado con nanopartículas de plata a partir de pirrol (Py), AgNO3 y Ce(SO4)2. Se sintetizaron dos tamaños de nanopartículas variando la concentración de AgNO3 empleada para la síntesis de los polvos. Se verificó que los compuestos tienen propiedades bactericidas contra la bacteria Gram negativa Escherichia cole (E. cori). A partir de estos resultados, se formó un recubrimiento doble sobre la aleación y éste fue modificado con los polvos sintetizados. El recubrimiento consistió en una primera película base cerio y una segunda película epoxi, a la cual se le adicionó un 1% p/p de los compuestos bactericidas. Análisis electroquímicos como polarizaciones anódicas, curvas de polarización de Tafo, variación del potencial de circuito abierto (PCA) y espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) verificaron que los recubrimientos modificados fueron capaces de proteger al sustrato contra la corrosión en solución fisiológica simulada. A su vez, la adición del compuesto de PPy y plata confiere propiedades antibacteriales al recubrimiento, las cuales fueron evaluadas mediante la técnica de Kirby-Bauer contra la bacteria E. coli.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Due to their biocompatibility, biodegradability and mechanical characteristics similar to those of human bone, Mg alloys are a promising alternative as materials for the fabrication of temporary implants. However, its high rate of degradation in a physiological environment prevents their use in these applications. In order to increase the corrosion resistance of the Mg AZ91D alloy in a simulated physiological environment, double cerium and modified epoxy coatings were generated. As a first step, polypyrrole (PPy) modified with silver nanoparticles was chemically synthesized from pyrrole (Py), AgNO3 and Ce(SO4)2. Two sizes of nanoparticles were synthesized by varying the concentration of AgNO3 used for the synthesis of the powders. It was verified that the compounds have bactericidal properties against the Gram negative Escherichia coli (E. coli). From these results, a duplex coating was formed onto the AZ91D Mg alloy and then it was modified with the synthesized powders. The coating consisted of an inner cerium-based film and an epoxy film on top, 1 wt.% of the bactericidal composites was added to the resin before its application. Electrochemical analysis as anodic polarization, Tafel polarization curves, variation of the open circuit potential (OCP) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) verified that the modified coatings were able to protect the alloy against corrosion in simulated physiological solution. The attained protection degree is attributed to the anticorrosive properties of both films and to the presence of polypyrrole (PPy) in the composite, which contributes to maintain the alloy in the passive state. At the same time, the addition of the composite confers antibacterial properties to the coating, which were evaluated through the Kirby-Bauer technique against bacteria E. coli.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Annually, high investments are made in the maintenance of pipelines used in the oil industry around the globe. Thus, solutions are sought that combine low cost, reproducibility and properties that are consistent, mainly against corrosion. One of these is the use of materials that have high mechanical and anticorrosive properties in the form of coatings, which could be deposited by welding. The objective of this study was to evaluate the effects of different welding parameters on the corrosion resistance of coatings based on the Inconel 625 alloy, deposited by metal inert gas welding metal (MIG) process in API 5L X70 steel. The parameters were optimized using the factorial experimental design and the results analyzed by the Response Surface Methodology (RSM). Three deposits with ½ overlap were performed MIG, followed by a cross section cut in the samples for analysis of the dilution, iron content and corrosion resistance by potentiodynamic polarization (PP) through corrosion potential (Ecorr), corrosion current (Icorr) and polarization resistance (Rp). The coatings obtained presented values of the dilution ranging from 5.8% to 15.01%. The coating that presented lower dilution value, also was the one with lower Icorr and Fe, besides higher Rp and Ecorr, thus, greater corrosion resistance.

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RESUMO O estado de Minas Gerais é o maior produtor de minério de ferro e, consequentemente, de rejeito de minério de ferro (RMF) do Brasil. Esta atividade de grande impacto ambiental está no centro das discussões políticas e sociais atuais devido aos desastres com rompimento de barragens ocorridos nas cidades de Mariana (2015) e de Brumadinho (2019), ambas mineiras. Estes eventos põem em discussão os métodos de descarte do RMF e coloca em destaque a possibilidade de um uso mais sustentável para este resíduo. Uma das alternativas é a utilização do RMF como insumo na fabricação de componentes da construção civil. Este trabalho avaliou a viabilidade do uso de RMF como agregado miúdo em microconcretos para a produção de elementos vazados. Para isso, o RMF foi caracterizado por meio de ensaios físicos e químicos. A dosagem do microconcreto foi realizada com base no método ABCP com fc28 = 25 MPa e abatimento do tronco de cone entre 80 e 100 mm. Para a análise mecânica do microconcreto, foram moldados corpos de prova (10x20 cm) cilíndricos e realizados ensaios de resistência à compressão, absorção e índice de vazios, após 28 dias de cura. Para obter parâmetros de durabilidade, foram realizados ensaios de carbonatação natural aos 60, 120 e 180 dias, carbonatação acelerada aos 28 e 56 dias (teor de CO2 = 5%; Umidade Relativa = 65%), além de ensaio de ataque ácido (solução H2SO4 a 5%). O estudo apontou para a viabilidade da substituição do agregado miúdo por RMF na produção de microconcretos para elementos vazados, sem prejuízo para a sua durabilidade.

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ABSTRACT The Minas Gerais state is the largest producer of iron ore and, as a result, iron ore tailings (IOT) of Brazil. This activity has a great environmental impact and it is currently the subject of political and social discussions in Brazil, due to disasters with disruption of mining dams that occurred in the cities of Mariana (2015) and Brumadinho (2019), both cities of Minas Gerais. These events bring into discussion the currents methods of IOT disposal and highlight the possibility of a more sustainable use of mining tailings. One of the sustainable alternatives is the use of IOT as an input in the manufacture of civil construction components. In this way, this paper aimed to evaluate the feasibility of using iron ore tailing as fine aggregate in microconcretes for the production of hollow elements (brick vents). Thus, the IOT was characterized through physical and chemical tests. The dosage of microconcrete was performed based on ABCP method with fc28= 25 MPa and the slump test between 80 e 100mm. For the mechanical analysis of the microconcrete, cylindrical specimens (10x20cm) were molded and tests were executed on them, such as compression and flexure strength, water absorption and void ratio. after 28 days curing. To obtain durability parameters, was performed natural carbonation tests at 60, 120 and 180 days, accelerated carbonation tests at 28 and 56 days (CO2 content = 5%; relative humidity (RH) = 65%), and acid attack test (H2SO4 solution content = 5%). The research indicates the feasibility of replacing of the fine aggregate by IOT in the production of microconcretes for hollow elements (brick vents) confection without prejudice to its durability.

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RESUMO A indústria automotiva está em constante busca pela diminuição do peso dos veículos, visando menor consumo de combustível e, conseqüentemente, a redução da emissão de gases tóxicos à atmosfera. Nesse contexto, foi desenvolvido o aço assistido pelo efeito TRIP, com o objetivo de aliar elevada resistência mecânica e ductilidade, características associadas tanto à sua microestrutura multiconstituída como à possibilidade de transformação da austenita retida em martensita durante a deformação plástica. Neste trabalho foram analisados os efeitos de três diferentes rotas de processamento térmico e da variação do tempo de austêmpera na microestrutura final e na dureza de um aço com baixo teor de carbono, de forma a obter uma microestrutura multiconstituída com a presença de austenita retida, o que possibilitaria a ocorrência do efeito TRIP. Os ciclos investigados envolveram etapa intercrítica seguida por austêmpera (ciclo CD), além de etapas prévias à intercrítica - têmpera (ciclo CT) e austenitização completa (ciclo CC). Observou-se que a aplicação dos ciclos térmicos distintos resultou em microestruturas cujos constituintes apresentaram distribuição, dimensões e morfologias diferentes entre si e que a elevação do tempo de austêmpera favoreceu a formação de bainita, reduzindo a quantidade de constituinte MA. Foi verificado ainda que, para os três ciclos, essa elevação do tempo de austêmpera provocou um aumento na proporção de austenita retida e de seu teor de carbono e uma redução nos valores de dureza verificados para o material.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The automotive industry is always interested in decreasing cars’ weight, in order to promote fuel economy and, consequently, less emission of toxic gases into the atmosphere. In this context, TRIP steels stand out since they present an excellent combination of high strength and ductility. The union of these characteristics in the same steel is due to its multiphase microstructure and to the TRIP effect, characterized by the transformation of retained austenite into martensite induced by plastic deformation. In this work, the effects of three different thermal processing routes and the austempering time on the final microstructure and on the hardness of a low carbon steel were analyzed. One cycle (CD) was based on an intercritical stage followed by a subsequent austempering process, while the others included stages prior to the intercritical step - quenching (CT cycle) and complete austenitization (CC cycle). It was observed that different thermal processing cycles resulted in microstructures whose constituents had different distribution, dimensions and morphologies. The increase in austempering time favored the formation of bainite, but caused a reduction in the amount of MA constituent. In addition, the longer this time, the greater the proportion of retained austenite and its carbon content and the lower the hardness values were verified for the material.

Resumo em Português:

RESUMO Compósito com partículas nanométricas tem sido utilizado como reforço estrutural para melhoria das propriedades mecânicas em materiais poliméricos. A utilização de grafeno tem apresentado excelentes resultados tais como módulo de Young de 1 TPa, resistência à tração de cerca de 130 GPa, condutividade térmica de 5000 W/mK, condutividade elétrica de até 6000 S/cm, além de apresentar grande mobilidade de portadores de cargas de 2x105 cm2.V-1.s-1. Dessa forma, foram avaliadas as propriedades mecânicas na resina epóxi à base de éter diglicidílico do bisfenol A com adição de porcentagens crescentes de óxido de grafeno (GO) a fim de avaliarmos as propriedades mecânicas neste material. A síntese do GO foi feita a partir da grafite natural pelo método de Hummers. Os compósitos nanoestruturados foram fabricados com uma mistura de 0.1%, 0.2%, 0.5% e 1% em peso de GO. As caracterizações dos materiais foram feitas por análises de FTIR-ATR, DRX, RAMAN, MEV e TGA. As propriedades mecânicas foram avaliadas pelo aumento da energia de impacto Izod absorvida em compósitos com menor teor de GO. Os resultados mostraram que com o aumento da quantidade de óxido de grafeno houve um aumento nas propriedades mecânicas e que o aumento da carga de OG na matriz gerou aglomerações prejudicando a absorção do impacto nas propriedades mecânicas do material, tornando necessário um rigoroso processo de dispersão desses materiais nanométrico na matriz polimérica.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Composite with nanometric particles have been used as a structural reinforcement to improve the mechanical properties in polymeric materials. The use of graphene has shown excellent results such as Young's modulus of 1 TPa, tensile strength of about 130 GPa, thermal conductivity of 5000 W/mK, electrical conductivity of up to 6000 S/cm, in addition to presenting great carrier mobility of loads of 2x105 cm2.V-1.s-1. Thus, the mechanical properties in the epoxy resin based on diglycidyl ether of bisphenol A were evaluated with the addition of increasing percentages of graphene oxide (GO) in order to evaluate the mechanical properties in this material. The synthesis of GO was made from natural graphite by the Hummers method. The nanostructured composites were manufactured with a mixture of 0.1%, 0.2%, 0.5% and 1% by weight of GO. The characterizations of the materials were made by FTIR-ATR, DRX, RAMAN, MEV and TGA. The mechanical properties were evaluated by increasing the impact energy Izod absorbed in composites with lower GO content. The results showed that with the increase in the amount of graphene oxide there was an increase in the mechanical properties and that the increase in the OG charge in the matrix generated agglomerations, impairing the impact absorption in the mechanical properties of the material making it necessary a rigorous process of dispersion of these nanometric materials in the polymeric matrix.

Resumo em Português:

RESUMO Essa pesquisa objetivou avaliar o potencial do bambu Bambusa tuldoides como reforço na matriz de gesso. Foi determinada a densidade básica, dimensões de fibras e constituição química da matéria-prima. Foram produzidos compósitos com substituição em volume da pasta de gesso por 0, 5, 10, 15, 20, 25 e 30% de bambu com uma relação água/gesso de 1:1. Para a caracterização mecânica dos compósitos foram realizados ensaios de flexão estática, compressão e densidade aparente. Os valores obtidos na avaliação da fibra apresentaram valores próximos à literatura. Na caracterização dos compósitos todas as propriedades tiveram regressão quadrática significativa e foi possível verificar o comportamento similar entre propriedades mecânicas e a densidade. Na densidade ocorreu um aumento do seu valor até a porcentagem de 17,41% que pode ser justificado devido à absorção da água pela fibra decorrente da presença de pontuações, o que gera uma diminuição na relação água gesso e um aumento da densidade. Já o decréscimo da densidade a partir de 17,41% está relacionado com a grande quantidade de fibras presente que ficam emaranhadas e causam espaços vazios já que a pasta de gesso não consegue infiltrar nesses locais. Na compressão, as porcentagens entre 3,37 e 26,19% são os que atenderam as exigências normativas (maior que 2 MPa), e na flexão as porcentagens entre 0 e 27,23% são as que estão em conformidade com a norma (maior que 1 MPa). Os resultados mostraram que a utilização do bambu Bambusa tuldoides como reforço é viável entre as porcentagens 3,37 e 26,19% para atender todas as exigências normativas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This research aimed to evaluate the potential of Bambusa tuldoides as reinforcement in the plaster matrix. The basic density, fiber dimensions and chemical constitution of the raw material were determined. Composites were produced with volume replacement of gypsum paste by 0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30% of bamboo with a water / gypsum ratio of 1: 1. For the mechanical characterization of the composites, static bending, compression and bulk density tests were performed. The values obtained in the fiber evaluation presented values close to the literature. In the characterization of composites all properties had significant quadratic regression and it was possible to verify similar behavior between mechanical properties and density. In density there was an increase of its value up to the percentage of 17.41% that can be justified due to the absorption of water by the fiber due to the presence of scores, which generates a decrease in the water plaster ratio and an increase in density. The decrease in density from 17.41% is related to the large amount of fibers present that get tangled and cause voids since the plaster paste cannot infiltrate these places. In compression, the percentages between 3.37 and 26.19% are those that met the normative requirements (greater than 2 MPa), and in flexion the percentages between 0 and 27.23% are those that comply with the standard (greater than 1 MPa). The results showed that the use of Bambusa tuldoides as reinforcement is viable between 3.37 and 26.19% to meet all regulatory requirements.

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ABSTRACT The idea of this particular study is to utilize industrial waste materials in an effective manner so as to give strength to steel tubular columns. Composite construction using steel - concrete has emerged as one of the fastest methods of construction in India. The inherent advantage of the steel-concrete composite section lies in that the two principal elements - the steel and the concrete are normally used in a manner so that full potential of both may be realized and the best utilization of their respective properties can be made. In this paper, an attempt was made with steel tubular columns in-filled with plain concrete, partial replacement of fine aggregate by fly ash & quarry dust and coarse aggregate by rubber, slag from the steel industry, granite and construction & demolition (C&D) debris concrete. The column specimens are to be tested under axial compression to investigate the effects of industrial waste materials. The effects of the steel tube and the strength of concrete are examined. 24 specimens were tested with the strength of concrete as 20 MPa and D/t ratio 25.40. The columns were 114.3 mm in diameter and 4.5 mm in thickness are 300, 600 & 900 mm in length. Strength characteristics and failure modes are to be discussed. The test results are to be compared with the values predicted by Eurocode 4, Australian Standards and American Codes and new theoretical models will be suggested for the design. From the test results, it was observed that the load-carrying capacity of steel tubular columns in-filled with various industrial waste materials concrete is greater than the conventional concrete. Hence this research would give a solution for effective utilization of industrial waste materials such as rubber, granite, C&D debris, steel slag, fly ash and quarry dust in concrete.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The malt bagasse is a solid residue, highly produced in the brewing industry. The presence of high levels of antioxidants in its composition makes this residue an attractive possibility as a corrosion inhibitor, besides being a sustainable and low cost alternative to the inorganic procedures currently used to prevent corrosion. In this sense, this work evaluated the efficiency of the malt bagasse powder as a corrosion inhibitor on the surface of AISI 1020 carbon steel, in different concentrations, in acidic medium 0.5 mol.L-1 HCl. The resistance to corrosion was tested by electrochemical techniques, such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic and cathodic polarization curves. The efficiency of the corrosion inhibitor was evaluated by weight loss tests. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and optical microscope surface image analysis were respectively used as chemical and morphological characterization techniques, respectively. From the EIS results, it can be said that the powder has its efficiency increased once the concentration is higher. On the other hand, the polarization curves shows the malt bagasse powder as an inhibitor presents both anodic and cathodic behavior. The weight loss results confirmed the electrochemical results, showing 92.5% efficiency for the 1.77 g.L-1 concentration. The adsorption isotherm on the steel surface follows Languimir’s Isotherm. The FTIR analysis indicates the presence of heteroatoms such as C, N, O, incorporated in functional groups that could be responsible for the inhibitory properties found in the powder. The images obtained from the optical microscope, showed that the corrosion process, in the presence of the inhibitor in the electrolyte, is retarded. Therefore, the results indicate that the malt bagasse powder has the potential to be a corrosion inhibitor for steel in acidic medium, adding value in the beer production chain.

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RESUMO O concreto é um material com elevada frequência de utilização em construções brasileiras e em edificações de países ao redor do mundo. Fatores como os custos reduzidos dos materiais, elevado volume de pesquisa e resistência elevada, colaboram para a grande utilização do concreto como material de construção. Entretanto, o concreto tem baixa resistência à tração, fissura facilmente e apresenta pequena capacidade de deformação. O concreto reforçado com fibras (CRF) foi desenvolvido na década de 60 e é um material que apresenta uma boa resposta mecânica em termos de resistência residual após a fissuração da matriz e consequentemente um comportamento mais dúctil do que o concreto sem fibras. Entretanto, o efeito da adição de fibras no concreto restringe-se somente a fase pós-fissuração do processo de carregamento. As fibras não tem efeito no comportamento que antecede a carga de pico. Avanços recentes em nanotecnologia têm possibilitado a produção de nanopartículas, em especial, nanotubos de carbono. Tratam-se de nanopartículas que podem ser utilizadas como reforço da matriz cimentícia para atuar ao nível de sua nanoestrutura. A pesquisa proposta estuda o comportamento de concretos contendo a incorporação de nanotubos de carbono e também de concretos reforçados com fibras de aço (CRFA) juntamente com a adição de nanotubos de carbono. A pesquisa tem o objetivo de avaliar melhorias na resposta dos concretos e dos CRFA, a partir da incorporação das nanopartículas de carbono. Foram realizados ensaios de compressão e de flexão em três pontos em corpos de prova prismáticos entalhados. Foi constatado que os nanotubos de carbono permitem reduzir a absorção de água e melhorar a mobilidade das misturas (de concreto e de CRFA) no estado fresco. Também foram observados aumentos, na resistência à compressão axial e resistências flexionais dos materiais concreto e CRFA quando da adição de nanotubos de carbono.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Concrete is a material with a high frequency of use in Brazilian constructions and in buildings in countries around the world. Factors such as reduced material costs, high research volume and high resistance, contributed to the wide use of concrete as a building material. However, concrete has low tensile strength, cracking easily and has a low deformation capacity. Fiber reinforced concrete (FRC) was developed in the 1960s and is a material that presents a good mechanical response in terms of residual strength after cracking of the matrix and consequently a more ductile behavior than concrete without fibers. The effect of adding fibers to the concrete is restricted only to the post-cracking phase of the loading process. The fibers have no effect on the behavior that precedes the peak load. Recent advances in nanotechnology have enable the production of nanoparticles, in particular, carbon nanotubes. The nanoparticles can be used to reinforce the cement matrix to act at the level of its nanostructure. The proposed research studies the behavior of concretes containing the incorporation of carbon nanotubes and also of steel fiber reinforced concrete (SFRC) with the addition of carbon nanotubes. The research aims to evaluate improvements in the response of concretes and SFRC, based on the incorporation of carbon nanoparticles. Compression and flexural tests were performed on notched prismatic specimens. It has been found that nanotubes reduce the absorption of water and improve the mobility of mixtures (concrete and SFRC) in the fresh state. Increases in axial compression strength and flexural strengths of concrete and SFRC materials were also observed when adding carbono nanotubes.

Resumo em Português:

RESUMO O uso de agregados reciclados em substituição aos naturais é crescente na construção civil, visando solucionar problemas da indústria da construção com oferta de matéria-prima natural e custo da destinação adequada dos resíduos. Enquanto o uso de agregados graúdos reciclados já é relativamente aceito, a ampliação da utilização de agregado miúdo reciclado ainda depende de mais pesquisas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar um agregado miúdo reciclado proveniente de resíduos da construção e demolição (RCD) disponível no Distrito Federal. Para tanto, foram produzidas duas argamassas, uma de referência (ARN), usando todas as frações da areia normal brasileira, e uma usando agregado reciclado (AR1). Essas argamassas foram submetidas à ensaios de resistência à compressão e porosimetria por intrusão de mercúrio aos 3, 7 e 28 dias de cura e ao ensaio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) aos 28 dias. Constatou-se que o uso de agregados reciclados aumentou a porosidade total das argamassas, diminuiu o refinamento da microestrutura porosa e aumentou a espessura de microfissuras encontradas na zona de transição. Como consequência, o desempenho mecânico foi 15% inferior à argamassa de referência em todas as idades.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The use of recycled aggregates in substitution to natural materials is increasing in civil construction, aiming to solve problems from the construction industry regarding supply of natural raw materials and cost of providing adequate destination for waste materials. While the use of coarse aggregate is already relatively accepted, the viable application of recycled fine aggregate still demands more research. The present work had the objective of evaluating a recycled fine aggregate originated from construction and demolition waste available at Distrito Federal. Therefore, two mortars were produced, one reference (ARN) using all fractions of Brazilian standard sand, and one using recycled aggregate (AR1). Those mortars were subjected to compressive strength tests and mercury intrusion porosimetry at 3, 7, and 28 days of curing, and to scanning electron microscopy, only at 28 days. It was observed that the use of recycled aggregates increased the total porosity of the mortars, decreased the pore structure refinement and increased the width of microcracks located in the transition zone. As a consequence, mechanical performance was 15% inferior to the reference mortar at all ages.

Resumo em Português:

RESUMO O polimento e desbaste de rochas ornamentais ou revestimentos cerâmicos como o porcelanato, tem por finalidade promover, por meio de ferramentas abrasivas, melhor acabamento superficial nestes produtos. Neste contexto, verifica-se o uso de matrizes magnesianas para produção de compósitos à base de carbeto de silício (SiC) que podem ser usados pela indústria em rebolos ou coroas abrasivas. Outra opção, são as matrizes poliméricas que fazem uso do diamante sintético como abrasivo. Neste sentido, apesar das matrizes magnesianas serem de baixo custo comparativamente às matrizes poliméricas, observa-se a necessidade de aprimoramento desta tecnologia por meio do uso de adições, como a sílica da casca do arroz (SCA) estudada neste trabalho, em vista de melhorias no polimento e maior durabilidade destes compósitos. No Brasil, o emprego desta sílica pode representar uma alternativa de menor custo e, assim, colaborar no desenvolvimento de matrizes abrasivas à base de óxido de magnésio. Nesta pesquisa foi resgatada a tecnologia do cimento magnesiano e buscou-se implementar a adição da SCA para atendimento não somente dos requisitos técnicos para sua aplicação em rebolos abrasivos, mas, também, colaborar em soluções mais sustentáveis pelo emprego de uma sílica proveniente de fontes renováveis. Dessa forma, as matrizes desenvolvidas foram analisadas aos esforços de compressão, tração na flexão, dureza Mohs e estabilidade dimensional, para verificação de seu desempenho mecânico e durabilidade. Adicionalmente, análises de Difratometria de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) complementaram o estudo para identificação das fases formadas e verificação da viabilidade de aplicação destes compostos na produção de matrizes para rebolos abrasivos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Magnesia cements are frequently used for the production of abrasive composites based on silicon carbide (SiC) to polishing ornamental rocks or porcelain stoneware tiles, but, currently, it has lost market share for polymer matrices that use synthetic diamond as abrasive. In this sense, despite the low cost of the magnesian matrices, there is a need to improve this technology through of materials, such as the addition of the rice husk ash (RHA) showed in this study. The addition of silica in the production of abrasive materials is an alternative for improving the polishing effect and durability of these composites. In Brazil, the production of amorphous silica from the controlled burning of rice husks may represent a lower cost alternative and, thus, collaborate in the development of abrasive matrices based on magnesium oxide. In this research, magnesia cement technology was recovered together the addition of (RHA) to meet not only the technical requirements for its application in abrasive tools, but also to collaborate in sustainable solutions by using a silica from renewable sources. Thus, the developed matrices were analyzed for compressive and flexural tests, Mohs hardness and dimensional stability, to verify their mechanical performance and durability. Additionally, X-Ray Diffractometry (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes complemented the study to identify the formed phases and verify the feasibility of applying these compounds in the production of abrasive materials.

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RESUMO Devido à problemática ambiental relacionada à deposição de resíduos provenientes da produção de carvão mineral no Brasil, o objetivo deste estudo foi utilizar o resíduo do carvão mineral na produção de argamassas como adição mineral e também como substituição ao cimento Portland. Para análise das propriedades físico-mecânicas das argamassas foram utilizados corpos de prova de 5x10 cm. Partindo de um traço de argamassa sem adição de resíduo, denominado referência, para posteriormente serem utilizados os teores de 10 e 15% para adição, e de 20 e 30% para substituição de cimento Portland por resíduo de carvão mineral. As amostras de argamassa passaram por um processo de cura em câmara úmida e, aos 28 dias, foram realizados os ensaios de densidade no estado endurecido, absorção de água por capilaridade, resistência à compressão e difratometria de raios X. Os resultados obtidos indicaram que o resíduo de carvão mineral aumentou a absorção de água das argamassas em 67% e 100% para adição de 10 e 15% de carvão, respectivamente. Para substituição de 20% o aumento na absorção foi de 150%; com substituição de 30% a absorção de água foi considerada estatisticamente igual ao traço referência. Já a resistência mecânica apresentou redução, para adição de 10 e 15%, de 33% e 42%, respectivamente. Para a substituição de cimento em 20 e 30%, foi observada redução de resistência de 35% e 47%.

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ABSTRACT Due to the environmental problem related to the deposition of residues from the production of mineral coal in Brazil, the objective of this study was to use the residue of mineral coal in the production of mortar as a mineral addition and also as a substitute for Portland cement. For analysis of the physical-mechanical properties of mortars, 5x10 cm specimens were used. Starting from a mortar trace without addition of residue, called reference, to later be used the contents of 10 and 15% for addition, and 20 and 30% for substitution of Portland cement with mineral coal residue. The mortar samples underwent a curing process in a humid chamber and, at 28 days, density tests in the hardened state, water absorption by capillarity, compressive strength and X-ray diffractometry were performed. The results obtained indicated that the mineral coal waste increased the water absorption of mortar by 67% and 100% for the addition of 10 and 15% of coal, respectively. To replace 20 and 30%, the increases in absorption were 133% and 33%, respectively. The mechanical resistance, on the other hand, showed a reduction, for addition of 10 and 15%, of 33% and 42%, respectively. For the replacement of cement by 20 and 30%, a reduction in strength of 35% and 47% was observed.

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ABSTRACT The present research intended to propose and evaluate regression models which estimate toughness property as a function of physical, chemical properties of thermally modified hardwood and thermal treatment temperature, using linear, quadratic, cubic, exponential, logarithmic, geometric and multiple linear models. Commercial thermally modified woods were used on the study, being characterized for all referred properties, totalizing 450 experimental determinations. The analyzed models presented a low and moderate coefficient of determination, indicating the impossibility to use such models in the estimation of toughness as a function of physical and chemical factors

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RESUMO O atendimento a critérios de desempenho fisiológicos que conduzem à devida conexão estrutural e funcional entre osso e implante, denominada osseointegração, está intimamente relacionado às características superficiais do biomaterial, as quais dependem dos processos envolvidos em sua fabricação. Assim sendo, o presente trabalho visa ampliar o entendimento acerca da influência de condições de usinagem sobre a integridade superficial de componentes em titânio comercialmente puro grau 4 e Ti-6Al-4V ELI submetidos à operação de fresamento. Para tanto, a partir de um planejamento fatorial completo 23, foram selecionados como fatores de influência o tipo de ferramenta, a liga de titânio usinada e a velocidade de corte. Foram utilizadas como variáveis de resposta sobre o estado de superfície três parâmetros de rugosidade distintos, a saber: rugosidade média (Ra), assimetria (Rsk) e achatamento (Rku) do perfil. A análise de variância (ANOVA) indicou que a ferramenta corresponde ao principal fator de influência desse estudo, sendo significativa sobre todas as variáveis de resposta. A liga de titânio usinada também se mostrou influente sobre os resultados de rugosidade média, enquanto a velocidade de corte exibiu influência significativa tanto sobre a rugosidade média quanto sobre o parâmetro de assimetria. Justamente com relação ao skewness, destaca-se que as diferentes fresas empregadas produziram resultados consistentemente opostos, isto é: enquanto um modelo de ferramenta resultou em uma superfície com picos alargados e vales profundos, o outro modelo resultou em vales rasos e largos. Dessa forma, considera-se bastante provável que a utilização de ferramentas de geometria e materiais distintos venha afetar a resposta do biomaterial em termos de viabilidade celular.

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ABSTRACT The fulfillment of physiological performance criteria that lead to the proper structural and functional connection between bone and implant, called osseointegration, is closely related to the surface characteristics of the biomaterial, which depend on the processes involved in its manufacture. Thus, the present work aims to expand the understanding about the influence of machining conditions on the surface integrity of commercially pure titanium grade 4 and Ti-6Al-4V ELI components submitted to the milling operation. Therefore, from a complete factorial design 2³, the type of tool, the machined titanium alloy and the cutting speed were selected as influencing factors. Three different roughness parameters were used as response variables on the surface state, namely: mean roughness (Ra), asymmetry (Rsk) and flatness (Rku) of the profile. The analysis of variance (ANOVA) indicated that the tool corresponds to the main influencing factor of this study, being significant over all response variables. The machined titanium alloy was also shown to have an influence on the results of mean roughness, while the cutting speed exhibited a significant influence both on the average roughness and on the asymmetry parameter. Precisely in relation to skewness, it is noteworthy that the different tools used produced consistently opposite results, that is: while one tool model resulted in a surface with wide peaks and deep valleys, the other model resulted in shallow and wide valleys. Thus, it is considered quite likely that the use of geometry tools and different materials will affect the biomaterial's response in terms of cell viability.

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ABSTRACT The present manuscript approaches the mechanical interpretation about the volume changes of auxetic metamaterials within a multiscale perspective. The kinematic fields resulting from the mechanical tests were assessed via digital image correlation (DIC). The multiscale mechanical characterization is grounded within sound homogenization principles based on representative volume elements (RVE) at large deformations. The main achieved results concern in highlight that even though the Poisson’s ratio still widely used to characterize the mechanical behavior of auxetic metamaterials, it does not represent a suitable variable to quantify the multiscale volume changes, mainly when finite deformations take place. In this regard, a proper homogenized kinematical quantity is used in this work. Moreover, statistical tools are employed aiming at a better understanding to what extent the multiscale kinematics influence the volume changes and the overall auxetic behavior of the material.

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RESUMO Os refratários de alumina estão constantemente sujeitos a variações bruscas de temperatura e elevados esforços mecânicos. Nesse contexto, busca-se por soluções que evitem ou diminuam a degradação dos refratários provenientes dos processos industriais. Os materiais refratários do sistema alumina-mulita-zircônia apresentam excelente resistência ao choque térmico e possibilitam alto desempenho em solicitações de desgaste e corrosão. Neste trabalho, avaliamos refratários de alta-alumina com 5,0 %m. de zircônia nanométrica, verificando a influência da granulometria dos agregados de mulita, mantida em 20 %m. Utilizou-se separadamente agregados de mulita de até 1 mm e de finos da ordem de 75 mm, substituindo parcialmente a alumina, e os corpos de prova foram sinterizados a 1600 °C por 5 horas. Utilizamos as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e a difração de raios X para identificação e das fases presentes. A energia de fratura foi avaliada utilizando ensaio de flexão em três pontos, enquanto a resistência ao dano por choque térmico, utilizando-se gradientes térmicos de 800 °C para amostras submetidas até quinze ciclos térmicos combinados com ensaios de flexão. A composição contendo agregado de mulita fina e de zircônia aglomerada proporciona energia de fratura superior ao refratário, no entanto, o agregado com granulometria grossa tende a oferecer boa resistência ao dano por choque térmico devido a presença de porosidade lateral aos agregados.

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ABSTRACT Alumina refractories are constantly subject to abrupt temperature variations and to high mechanical stresses. In this context, the search for solutions that prevent or reduce the degradation of refractories from industrial processes. The alumina-mullite-zirconia refractory materials exhibit excellent thermal shock resistance and enable high performance in wear and corrosion applications. In this work, we evaluated high-alumina refractories with 5.0 wt.% of nanometric zirconia, verifying the influence of the granulometry of the mullite aggregates, kept at 20 wt.%. Mullite aggregates up to 1 mm and fines of the order of 75 μm were separately used, partially replacing the alumina, and the specimens were sintered at 1600 °C for 5 h. We use scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques to identify the phases present. The fracture energy was evaluated using a three-point bending test, while the resistance to thermal shock damage using a thermal gradient of 800 °C for samples submitted up to fifteen thermal cycles combined with bending tests. The composition containing fine mullite and agglomerated zirconia aggregate provides higher fracture energy than the refractory, however, the aggregate with coarse particle size tends to offer good resistance to thermal shock damage due to the presence of lateral porosity to the aggregates.

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ABSTRACT The increase in the exploitation of raw materials in the civil construction sector has led to an increase in damage to the environment, mainly due to the improper disposal of granitic waste. However, this fact has caused damage to the environment. Therefore, this research aims to analyze the influence of the introduction of granite waste in a clay matrix aiming its use in the red ceramic industry. For this, the clay from the ceramic pole in the city of Iranduba - AM and granite waste from a company located in the municipality of Presidente Figueiredo - AM were collected. Formulations were made containing three levels of waste (0, 10 and 20% mass) and three firing temperatures (1173, 1273 and 1373K). The materials were characterized by X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and the following technological properties were determined: water absorption; linear retraction; apparent porosity; specific mass; and 3-point flexural rupture module. The results showed that the glassy phases generated provide a better densification of the formulations with 20% of waste, sintered at 1373K, as they presented favorable mechanical properties for the manufacture of red ceramic products, providing a correct destination of the waste and providing alternatives for the social, economic context and environmental impact of the Amazon region.

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ABSTRACT Duplex stainless steels are used to replace austenitic steels in industrial applications, especially in the chemical industry where corrosion resistance in chloride-containing media is an important requirement. According to literature, niobium has a great influence on the transformation of the phases of these steels (ferrite, austenite and sigma). Given the interest in evaluating this property in terms of wear resistance and corrosion of the material, the aim of this study was to evaluate the effect of niobium on the formation in austenitic-ferritic stainless steel SEW 410 Nr 1.4517 after heat treatment at 850ºC for 15, 30 and 60 minutes. The niobium contents studied were 0.2; 0.5 and 1.5 wt%. Measurements of microhardness, electrochemical tests in saline solution containing 3.5% sodium chloride and wear resistance were carried out. The results show that an increase in niobium content and sigma phase leads to an increase in hardness and wear resistance, associated with a decrease in corrosion potential. Therefore, the use of niobium in austeno-ferritic stainless steel is recommended when wear resistance is an important factor to be considered.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT High strength concrete is usually cast with low water-to-binder ratio (w/b) in order to produce a compact microstructure with high strength and durability. Autoclave curing can accelerate cement hydration and pozzolanic reactions and further modify microstructure of cement pastes (such as decreasing the Ca/Si ratio and forming crystallized calcium silicate hydrate). The present paper evaluates the effect of w/b ratio, in the range 0.20 – 0.40, on compressive strength, porosity and microstructure of a high strength concrete. Some samples were subjected to autoclave curing in order to evaluate the effect of this process on the parameters evaluated. The microstructure was evaluated using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show the porosity decreased when w/b ratio decreased from 0.40 to 0.30 and thereafter the total porosity remained virtually constant while the water permeable porosity increased. An inverse relationship is observed between the porosity and the compressive strength. Autoclave curing affects significantly the phases developed in hardened concrete. It accelerates hydration and pozzolanic reactions, affects the interfacial transition zone and triggers the formation of crystalline C-S-H. These changes reflect in improved compressive strength at a low w/b but its effect is negligible at moderate w/b ratios.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN En el trabajo se evalúa la factibilidad de utilizar la cromita refractaria como fuente de aporte de Cr al cordón de soldadura a partir de un revestimiento compuesto por mezcla de rutilo, cromita refractaria, grafito y caliza. Las proporciones en las mezclas para los revestimientos se establecieron con base en un diseño experimental de tipo Mc Lean Anderson, donde las variables de entrada son: X1- la cromita, X2- el grafito y X3- la caliza. A los electrodos, los revestimientos se aplicaron mediante prensado en una extrusora manual, con un posterior secado al aire y calcinado en horno. Se evaluaron los depósitos de recargue de siete composiciones de revestimientos desde el punto de vista de composición química y de dureza. Se constata que la composición del revestimiento ejerce una marcada influencia sobre la composición química y la dureza del metal depositado. Además, se comprueba que es posible alear el cordón de soldadura con más de 2 % de Cr mediante la reducción carbotérmica de la cromita refractaria, a partir del calor aportado por el arco eléctrico durante el recargue por soldadura manual con electrodos revestidos. Finalmente, se demuestra la posibilidad sustituir al FeCr en la fabricación de consumibles con aportes no elevados de Cr destinados al recargue, utilizando las cromitas refractarias en el revestimiento del electrodo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The feasibility of using refractory chromite as a source of Cr to the weld bead is evaluated from a lining composed of a mixture of rutile, refractory chromite, graphite and limestone. The proportions in the mixtures for the coatings were established based on an experimental design of the Mc Lean Anderson type, where the input variables are: X1- chromite, X2- graphite and X3- limestone. The coatings were applied to the electrodes by pressing in a manual press, with subsequent air drying and calcined in oven. The recharge deposits of seven coating compositions were evaluated from the standpoint of chemical composition and hardness. Finding that the composition of the coating exerts a marked influence on the chemical composition and hardness of the deposited metal. What's more, it was found that it is possible to allocate the weld bead with more than 2 % chromium by carbothermic reduction of the refractory chromite, from the heat provided by the electric arc during manual recharging by welding with coated electrodes. Finally, the possibility of substituting FeCr in the manufacture of consumables with low Cr contributions for recharging is demonstrated, using refractory chromites in the electrode coating.

Resumo em Português:

RESUMO Os Sistemas de Vedação Vertical Interno e Externo (SVVIE) são as partes da edificação habitacional que a limitam verticalmente e delimitam seus ambientes, como as fachadas e paredes ou divisórias internas. O uso de vedações com menor densidade que a da alvenaria proporciona uma redução da massa deste subsistema, reduzindo a demanda por agregados e aglomerantes, além de reduzir a carga exercida sobre a estrutura, o que possibilita uma otimização do seu dimensionamento. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento de placas cimentícias com poliestireno expandido (EPS) para aplicação em sistemas de vedação vertical interno. Para isso, foram produzidas argamassas com o traço 1:3 (cimento:areia), com teores de incorporação de poliestireno expandido de 0%, 10%, 20% e 30% em relação ao volume total de materiais. As argamassas foram caracterizadas no estado fresco, através da determinação da densidade de massa e índice de consistência. No estado endurecido as propriedades mensuradas foram: densidade de massa, resistência à compressão e à tração e, módulo de elasticidade. Após o conhecimento das características das argamassas, foram produzidas as placas cimentícias, reproduzindo o mesmo traço nos corpos de provas. As placas foram testadas quanto a densidade aparente, absorção de água, permeabilidade de água e resistência à flexão. Os resultados deste trabalho demonstraram que as placas cimentícias com a incorporação de até 20% de EPS apresentam características técnicas para aplicação em sistemas de vedação vertical internas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The Internal and External Vertical Painel Systems are the parts of the residential building that limit it vertically and delimit its environments, such as facades and walls or internal partitions. The use of seals with lower density than masonry provides a reduction in the mass of this subsystem, reducing the demand for aggregates and binders, in addition to reducing the load on the structure, which allows for optimization of its design. The objective of this work is to evaluate the behavior of cementitious slaabs with expanded polystyrene (EPS) for application in internal vertical sealing systems. For this, mortars with a 1: 3 line (cement: sand) were produced, with levels of incorporation of expanded polystyrene of 0%, 10%, 20% and 30% in relation to the total volume of materials. Mortars were characterized in the fresh state, through the determination of mass density and consistency index, and in the hardened state, for knowledge of the density properties in the hardened state, resistance to compression and traction, and modulus of elasticity. After knowing the characteristics of the mortars, cementitious slabs were produced, reproducing the same trace in the specimens. The plates were tested for bulk density, water absorption, water permeability and flexural strength. The results of this work demonstrated that the cementitious slabs with the incorporation of up to 20% of EPS present technical characteristics for application in internal vertical sealing systems.

Resumo em Português:

RESUMO O reaproveitamento da água contaminada decorrente das indústrias é um grande desafio na área ambiental, o que possibilita a busca de tratamentos com vistas ao desenvolvimento sustentável. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do material de calcinação de uma colônia de formigas (cupim) na produção de materiais adsorventes para remoção do corante azul de metileno. O material natural (NC) e os materiais calcinados a temperaturas de 290ºC (C-290), 380ºC (C-380), 450ºC (C-450) e 540ºC (C-540) foram caracterizados por meio de técnicas de análise térmica e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Nas amostras NC e C-290, os compostos voláteis foram avaliados pelo HS-GC/MS e os compostos fenólicos foram identificados pelo HPLC. Os resultados para a adsorção do corante azul de metileno mostraram que, embora o processo de adsorção não possa ser quantificado utilizando o material natural, a eficiência do processo foi bastante relevante quando a amostra foi calcinada a uma temperatura de 290°C, cujo percentual de remoção foi de 96%. Embora a amostra calcinada a esta temperatura seja a mais semelhante ao material inicial, a calcinação na temperatura de 290°C atuou na redução da complexidade dos compostos fenólicos e voláteis encontrados na amostra de NC, os quais podem prejudicar no processo de adsorção.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The reuse of contaminated water arising from industries is a major challenge in the environmental field, which enables the search for treatments with a view to sustainable development. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of the calcination material from an ant colony (termite) in the production of adsorbent materials for methylene blue dye removal. The natural material (NC) and calcined materials at temperatures of 290ºC (C-290), 380ºC (C-380), 450ºC (C-450) and 540ºC (C-540) were characterized using techniques of thermal analysis and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). In NC and C-290 samples, the volatile compounds were evaluated by HS-GC/MS and phenolic compounds were identified by HPLC. The results for the adsorption of the dye methylene blue showed that, while the adsorption process can not be quantified employing the natural material, the process efficiency was quite relevant when the sample was calcined at a temperature of 290°C, whose removal percentage was 96%. Although the calcined sample at this temperature is the most similar to the starting material, performed at a temperature of 290°C acted in reducing the complexity of phenolic and volatile compounds found in the NC sample, which may negatively impact in the adsorption process.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The technology of 3D printing has been studied by different researchers, due to the possibility of producing solid objects swiftly, time reduction, labor with fewer failures the construction process. One of the challenges to be overcome is related to the development of mixtures promising. Thus, research aimed at the technology of cementitious materials is necessary to develop extrudable and sustainable mixtures. This article aimed to investigate the potential use of (FA) and (MK) in cementitious materials for application in three-dimensional printing (3D) by checking the aspects of constructibility. In the first stage, tests of normal consistency and initial and final setting time were carried out on pastes, with calcium oxide 4% and addition of (FA) and (MK) in the percentages of 8%, 10% and 15% in relation to the cement mass, in order to establish an ideal water / cement ratio. In the second stage, given a pre-determined trace of 1: 1.5, in mass, the viscosity, yield stress, extrudability and verticality tests were carried out on the cementitious materials developed in the first stage. It was observed that for the aspects related to the normal cement consistency and initial and final setting time, the paste with 15% substitution (FA) presented a longer initial setting time when compared to pastes with (MK) added. yield stress, materials with 15% substitution (FA) and without superplasticizer additive showed favorable results in the relation of the initial and final yield stress, as the mixture of 15% (MK) with 0.4% superplasticizer additive. and, therefore, they were considered promising because they were subjected to extrudability and verticality tests. Thus, it is concluded that considering the constructibility applied to prototyping, cementitious materials with 15% substitution (FA) and (MK) in relation to the cement mass present results considered relevant for the application in 3D printing.

Resumo em Português:

RESUMO O presente artigo teve como objetivo o estudo de argamassa autoadensável com composições de agregado miúdo (areia de rio e areia de britagem) com intuito de reduzir o consumo de areia natural de rio, uma vez que a mesma gera um impacto devido a sua extração. No estado fresco, as argamassas produzidas foram avaliadas quanto à densidade de massa, teor de ar incorporado, fluidez e análise de borda. No estado endurecido foram determinadas as resistências à tração e à compressão; o módulo de elasticidade dinâmico e a densidade de massa aparente. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que a substituição de areia natural de rio por areia de britagem diminuiu a demanda de água nas argamassas autoadensáveis, resultando num aumento do consumo de cimento Portland por m3, em um menor volume de pasta para a mesma fluidez, isso devido ao maior módulo de finura da areia de britagem e melhor empacotamento em função da granulometria mais contínua. Com a diminuição da relação água/cimento houve um aumento dos valores de resistência à compressão e à tração e do módulo dinâmico, obtendo valores acima do mínimo exigido por norma. Como o consumo de cimento Portland por m3 também aumentou, evidencia-se a possibilidade de ajuste na composição reduzindo o seu consumo para uma dada resistência. Assim, com o aumento do teor de areia de britagem e de cimento Portland, as argamassas obtiveram um menor índice de intensidade de ligante, assim mais eficientes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This article aimed to study self-compacting mortar with fine aggregate compositions (river sand and crushed sand) in order to reduce the consumption of natural river sand, since it generates an impact due to its extraction. In the fresh state, the mortars produced were evaluated for specific gravity, air entrained content, fluidity and appearance (surface finish). In the hardened state were also determined the tensile and compressive strengths; elasticity modulus and specific gravity. From the results obtained, it was concluded that the replacement of natural river sand by crushing sand reduced the water demand in self-compacting mortars (higher cement consumption), resulting in a lower volume of paste for the same fluidity, due to the greater fineness modulus of sand from crushing and better packing due to more continuous granulometry. The decrease in the water-cement ratio resulting in an increase in the compressive strength, tensile strength and the elasticity modulus, obtaining values above the minimum required by standard specification. However, as the consumption coefficient of Portland cement has also increased, the possibility of adjusting the composition is evident, reducing the consumption coefficient of Portland cement for a given strength. With the increase in the crushing sand and Portland cement content, the mixtures obtained a lower binder intensity index, more efficient.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN En este trabajo se presenta los resultados del estudio de materiales arqueológicos (fragmentos de cerámica) provenientes del sitio Pampa La Cruz y de muestras geológicas del valle de Moche y Virú (costa norte del Perú), con el objetivo de caracterizar la estructura de los componentes cristalográficos que conforman la matriz de dichos materiales, mediante las técnicas de Fluorescencia de Rayos-X por Energía Dispersiva y Difracción de Rayos-X por el método del polvo. Los perfiles de difracción fueron evaluados mediante el método de Rietveld para cuantificar la composición mineralógica de los materiales. Del análisis de los fragmentos de cerámica se determinó la presencia de fases de cuarzo y diversas arcillas. En las muestras geológicas fueron identificadas estas mismas fases, lo que sugiere que las cerámicas procederían de estos materiales geológicos. En base a estos resultados se presenta una propuesta para contrastar la composición mineralógica de muestras geológicas con la de muestras arqueológicas. Considerando que la región investigada ha probado ser uno de los asentamientos con uno de los usos más antiguos de vasijas de cerámica en la costa norte peruana, los resultados del presente estudio, junto a otros complementarios, podrían ser trascendentales, pues pueden ayudar a entender la dinámica de los antiguos pobladores en la obtención de las materias primas y producción de sus vasijas de cerámica, vitales para su alimentación y otros fines ceremoniales. Esto, a su vez, podría estar vinculado al modelo económico que se aplica actualmente en la región para épocas prehispánicas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper presents the results of the study of archaeological materials (ceramic fragments) from the Pampa La Cruz site and geological samples from the Moche and Virú valley (north coast of Peru), with the aim of characterizing the structure of the crystallographic components that make up the matrix of said materials, using the techniques of X-ray fluorescence by dispersive energy and X-ray diffraction by the powder method. The diffraction profiles were evaluated using the Rietveld method to quantify the mineralogical composition of the materials. From the analysis of the ceramic fragments, the presence of quartz and various clays was determined. These same phases were identified in the geological samples, suggesting that the ceramics would have come from these geological materials. Based on these results, a proposal is presented to contrast the mineralogical composition of geological samples with those of archaeological samples. Considering that the investigated region has proven to be one of the settlements with one of the oldest uses of ceramic vessels in the northern Peruvian coast, the results of the present study, together with other complementary studies, could be transcendental, since they can help to understand the dynamics of the ancient settlers in the obtaining of raw materials and production of their ceramic vessels, vital for their food and other ceremonial purposes. This, in turn, could be linked to the economic model currently applied in the region for pre-Hispanic times.

Resumo em Português:

RESUMO A Termorretificação é um método que se utiliza visando incrementar as propriedades físicas, químicas e mecânicas da madeira, expondo amostras a temperaturas elevadas. No presente estudo, avaliaram-se as melhorias e implicações proporcionadas pela termorretificação nas espécies amazônicas Angelim Vermelho, Cedro, Quaruba e Muiracatiara, quanto às alterações nas propriedades físicas, alterações na coloração, possíveis trincas, além disso, foi realizada a identificação anatômica destas espécies. A termorretificação foi realizada a temperaturas de 130, 150 e 170 °C. As maiores alterações na coloração foram evidenciadas nas espécies Angelim Vermelho e Muiracatiara. O aparecimento de trincas foi observado, principalmente, a 170 °C. A perda de massa foi diretamente proporcional ao emprego de maiores temperaturas. Alterações na densidade da madeira foram verificadas após o processo de termorretificação, com destaque para o Angelim Vermelho, seguindo um padrão linear com redução da densidade de acordo com o aumento das temperaturas aplicadas. Os ensaios da variação volumétrica revelaram uma redução da higroscopicidade das espécies tratadas em relação às testemunhas, exceto para o tratamento do Angelim Vermelho a 130 ºC. A análise anatômica possibilitou a identificação até nível de espécie, sendo as espécies estudadas: Dinizia excelsa Ducke, Cedrela fissilis Vell, Astronium ulei Mattick e Vochysia maxima Ducke, para Angelim Vermelho, Cedro, Muiracatiara e Quaruba.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Thermal rectification is a method that is used to increase the physical, chemical and mechanical properties of the wood, exposing samples to high temperatures. In the present study, the improvements and implications provided by thermal rectification in the Amazon species Angelim Vermelho, Cedro, Quaruba and Muiracatiara were evaluated, regarding changes in physical properties, changes in color, possible cracks, in addition to the anatomical identification of these species. Thermal rectification was carried out at temperatures of 130, 150 and 170 °C. The greatest changes in color were observed in the species Angelim Vermelho and Muiracatiara. The appearance of cracks was observed mainly at 170 °C. The loss of mass was directly proportional to the use of higher temperatures. Changes in the density of the wood were verified after the thermal rectification process, in which Angelim Vermelho stands out following a linear pattern with reduced density according to the increase in applied temperatures. The tests of the volumetric variation revealed a reduction of the hygroscopicity of the treated species in relation to the controls, except for the treatment of Angelim Vermelho at 130 ºC. The anatomical analysis allowed the identification up to species level, being the studied species: Dinizia excelsa Ducke, Cedrela fissilis Vell, Astronium ulei Mattick and Vochysia maxima Ducke, for Angelim Vermelho, Cedro, Muiracatiara and Quaruba.

Resumo em Português:

RESUMO O contrapiso é uma camada do sistema de piso de uma edificação, que é constituída de uma argamassa, geralmente de cimento e areia, cuja principal função, dentre tantas, é regularizar a superfície da base para possibilitar o recebimento do acabamento. Essa camada, que por muitas vezes foi negligenciada nos projetos construtivos e até por estudos científicos na área, atualmente é reconhecida como camada fundamental do sistema de pisos e que requer certas propriedades para o cumprimento adequado de suas funções, principalmente após a implementação da NBR 15575 de desempenho de edificações habitacionais, que trata do conforto acústico e térmico nas edificações. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é realizar uma revisão acerca da produção dessa argamassa e execução do contrapiso, ressaltando os tipos existentes, suas funções, propriedades requeridas e elaborar uma metodologia construtiva. Esse estudo torna-se necessário uma vez que não existem prescrições normativas a respeito das propriedades requeridas para o desempenho adequado dessa argamassa ou para seus parâmetros executivos, que atualmente é elaborada de acordo com uma metodologia empírica e sem padrão construtivo. Isso pode acarretar problemas no desempenho em serviço dos contrapisos, dificultar as pesquisas na área de engenharia com enfoque em sistemas de piso e aumentar o desperdício de materiais em uma obra.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Screed is a layer of the floor system of a building, which consists of a mortar, usually made of cement and sand, whose main function, among many, is to regularize the surface in order to allow applying the finishing floor. This layer, which has often been neglected in construction projects and even by scientific studies in area, is currently recognized as a fundamental layer of the floor system and it requires certain properties for the proper fulfillment of its functions, especially after the implementation of NBR 15575 of housing building performance, which deals with acoustic and thermal comfort in buildings. In this context, the objective of this work is to carry out a review about the production of this mortar and the execution of the screed, highlighting the existing types, their functions, required properties and develop a constructive methodology. This study becomes necessary since there are no normative prescriptions regarding the necessary properties for the adequate performance of this mortar or for its executive parameters, which is currently carried out according to an empirical methodology and without a constructive standard. This can cause problems in the performance of the screed in service, hinder researches in the engineering area with a focus on the floor system and increase the waste of materials in a building.

Resumo em Português:

RESUMO O estudo sobre corantes e seus impactos no meio ambiente são condição para que informação técnicas capazes de proporcionar melhores práticas de gestão sejam adotadas. A falta de informação na Ficha de Informação Sobre Produtos Químicos (FISPQ), regulamentada pela ABNT, do Índigo Carmim motivou a investigação sobre toxidez desse corante em solo. No presente trabalho utilizou-se o método respirométrico para verificar a quantidade de CO2 liberada pela respiração da biota do solo. Foi estudado com a intenção de determinar o comportamento dos microrganismos na presença do Índigo Carmim nas concentrações de 1, 100 e 1000 ppm. Os resultados demonstram que o Índigo Carmim não apresenta efeitos tóxicos para os microrganismos presentes no solo analisado. Além disso, foi verificado um incremento na respiração da biota, indicando biodegradabilidade do corante.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The study of dyes and their impacts on the environment is a condition for adopting technical information capable of providing better management practices. The lack of Índigo Carmim Material Safety Data Sheet (MSDS) information’s, which, in Brazil, is regulated by the ABNT motivated the investigation about toxicity of this dye in soil. This work used the respirometric method to verify the amount of CO2 released by the respiration of the soil biota. The microorganisms’ behaviors were studied in the presence of Indigo Carmine at concentrations of 1, 100 and 1000 ppm. The results demonstrate that Indigo Carmine does not present toxic effects for the microorganisms present in the analyzed soil. In addition, an increase in biota respiration has been demonstrated, indicating biodegradability of the dye.

Resumo em Português:

RESUMO Neste estudo, avaliou-se o bagaço de cana-de-açúcar quimicamente ativado (CASB) como biossorvente na remoção de ibuprofeno (IBP) de solução aquosa. O bagaço da cana-de-açúcar foi ativado com hexano e metanol. Os efeitos do pH, tempo de contato, concentração de IBP e temperatura foram avaliados em estudos de bateladas. As taxas mais altas de remoção de IBP foram encontradas em pH 2,0. Estudos cinéticos indicaram que a biossorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem. Os dados no equilíbrio se ajustaram aos modelos de isoterma de biossorção de Langmuir e Freundlich. A capacidade máxima de biossorção do CASB foi estimada em 7,75 mg g-1 a 20 °C. De acordo com o modelo de isoterma de Dubinin-Radushkevich, a energia de ativação foi calculada em 7,07 kJ mol-1, indicando que o processo de remoção do IBP é físico. A análise termodinâmica sugere que a biossorção é de natureza exotérmica e não espontânea. A análise de FTIR confirmou as interações entre as moléculas de IBP e o biossorvente. Concluímos que o CASB exibiu potencial para ser utilizado na remoção do IBP de meio aquoso.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this study, the ability of chemically activated sugarcane bagasse (CASB) as a biosorbent for removing ibuprofen (IBP) from aqueous solution was evaluated. Sugarcane bagasse was activated using hexane and methanol. The effects of pH, contact time, IBP concentration, and temperature were evaluated in batch studies. Higher removal rates of IBP were found at pH 2.0. Kinetic studies indicated that the biosorption follows the pseudo-second-order model. The equilibrium biosorption isotherm was found to follow both Langmuir and Freundlich isotherm models. The maximum biosorption capacity of CASB was estimated at 7.75 mg g-1 at 20 °C. According to the Dubinin-Radushkevich isotherm model, the activation energy was calculated to be 7.07 kJ mol-1, indicating that a physical process mediated the IBP removal. Thermodynamic analysis suggests that the biosorption is exothermic in nature and non-spontaneous. The FTIR analysis confirmed the interactions between IBP molecules and biosorbent. We concluded that CASB exhibited the potential to be used in the removal of IBP from aqueous media.

Resumo em Português:

RESUMO Os transformadores de potência são equipamentos essenciais nos processos de geração e distribuição de energia elétrica, e são, normalmente, isolados com papel e fluidos isolantes. Os fluidos isolantes têm dupla função: isolamento elétrico do sistema refrigeração por troca térmica. A vedação adequada desse equipamento é fundamental para que não ocorra vazamento do fluido isolante, que pode causar redução do tempo de vida útil do transformador, bem como problemas ambientais. Neste artigo são apresentados resultados obtidos para formulações de borracha nitrílica (NBR) preparadas com diferentes concentrações de peróxido de dicumila 40% em Carbonato de cálcio (6,0/ 8,0 e 10,0 phr) e teores de acrilonitrila (35 e 44%). Os ensaios de envelhecimento foram conduzidos sistematicamente sob três condições: óleo mineral isolante (OMI), éster natural isolante (ENI) soja e milho, tradicionalmente empregados como fluido isolante nos transformadores de potência. Os efeitos do envelhecimento térmico da NBR em OMI e ENI, bem como os efeitos na formação das ligações cruzadas das cadeias foram estudados usando métodos de caracterização como reometria de disco oscilatório, inchamento em solvente, variação de massa, volume e dureza Shore A. Também foi determinada a densidade de ligações cruzadas e a massa molar média entre as ligações pela teoria de Flory-Rehner. Foi possível observar um comportamento diferente nos elastômeros de vedação quando envelhecidas em OMI e ENI influenciado pelo teor de ligações cruzadas e de acrilonitrila das amostras.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Power transformers are essential equipment in the electric energy generation and distribution processes and are usually chosen with paper and insulating fluids. Insulating fluids have a dual function of insulation and heat exchange. Proper sealing of this equipment is essential to prevent leaks of the insulating fluid, which can cause a reduction in the life of the transformer, as well as environmental problems. Different compositions were formulated in nitrile rubber (NBR) compatible with those used as seals in power transformers, with different acrylonitrile contents (35 and 44%) and dicumyl peroxide (6.0 / 8.0 and 10.0 phr). The aging tests were conducted systematically under three conditions: insulating mineral oil (IMO), insulating natural ester (INE) soy and corn, traditionally used as insulating fluid in power transformers. The effects of the thermal aging of nitrile rubber on IMO and ENI, as well as the effects of the cross-linking content of the chains were studied using characterization methods such as oscillating disk rheometry, swelling, variation in mass, volume and Shore A hardness. The density of crosslinks and the average molar mass between the links were also determined by the Flory-Rehner theory. Changes in physical properties during the aging process were analyzed and compared. It was possible to observe a different behavior in the sealing elastomers when aged in IMO and ENI influenced by the crosslinks and acrylonitrile contents in the samples.

Resumo em Português:

RESUMO O presente estudo tem por objetivo desenvolver um material cerâmico piezoelétrico (baseado em PZT) que terá como finalidade um sensor de vibração que auxiliará detecção de falhas estruturais, sua aplicação se dará com o auxílio de uma plataforma de prototipagem eletrônica (arduíno). O pó cerâmico foi preparado por meio de mistura de óxidos (PbO, ZrO2 e TiO2), respeitando a composição definida, sendo Pb(Zr0.55Ti0.45)O3. Os pós foram calcinados em 850°C por 2h e prensados em formato de pastilhas, que em seguida foram sinterizadas a 1150°C por 2h. Foram realizados ensaios de caracterização estruturais (DRX e Raman), microestruturais (MEV, EDS e WDS) e caracterização dielétrica, após o desenvolvimento e caracterização do material cerâmico, o mesmo foi aplicado com o auxílio de um arduíno. Os resultados de DRX demonstraram a formação das fases do PZT desejadas, a espectroscopia Raman confirmou a fase romboédrica do material, apresentando seus modos característicos nos parâmetros esperados. Na análise de MEV foi observado um aumento significativo do tamanho médio dos grãos quando se comparado ao tamanho médio das partículas da amostra calcinada. O ensaio de EDS identificou os reagentes presentes no material, o ensaio de WDS apresentou a média das porcentagens de cada reagente identificado em diferentes pontos da amostra. No ensaio de propriedades dielétricas verificou-se que a constante dielétrica máxima para PZT está em 12.693 a uma temperatura de Curie 366,13°C, fato que confirma a estequiometria prevista e que o material se apresenta na fase romboédrica. A aplicação se deu com o auxílio do arduíno, onde o sensor apresentou a capacidade de emitir uma tensão elétrica em resposta a uma pressão mecânica. Diante dos resultados, o material produzido apresenta potencial a ser usado como um sensor na detecção de falhas estruturais.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study aims to develop a piezoelectric (PZT based) ceramic material that will be used as a vibration sensor to help detect structural failures. Its application will be made with the help of an electronic prototyping platform (arduino). The ceramic powder was prepared by mixing oxides (PbO, ZrO2 and TiO2), respecting the defined composition, being Pb(Zr0.55Ti0.45)O3. The powders were calcined at 850°C for 2h and pressed in tablet form, which were then sintered at 1150°C for 2h. Structural (XRD and Raman), microstructural (SEM, EDS and WDS) and dielectric characterization tests were performed after the development and characterization of the ceramic material, which was applied with the aid of an arduino. The results of XRD demonstrated the formation of the desired PZT phases, the Raman spectroscopy confirmed the rhomboid phase of the material, presenting its characteristic modes in the expected parameters. In SEM analysis a significant increase in the average grain size was observed when compared to the average particle size of the calcined sample. The EDS assay identified the reagents present in the material, the WDS assay presented the average of the percentages of each reagent identified at different points of the sample. In the test of dielectric properties, it was found that the maximum dielectric constant for PZT is 12.693 at a Curie temperature of 366.13°C, which confirms the predicted stoichiometry and that the material presents itself in the rhombohedral phase. The application was made with the aid of the Arduino, where the sensor presented the ability to emit an electrical voltage in response to mechanical pressure. Given the results, the material produced presents potential to be used as a sensor for structural failure detection.

Resumo em Português:

RESUMO A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) vem ganhando notoriedade como ferramenta de análise dos impactos ambientais de produtos e serviços, destacando-se por analisar todos os processos envolvidos na produção, desde a extração da matéria-prima até o descarte final, e possibilitando a preferência por materiais e processos mais sustentáveis do ponto de vista ambiental. Esse trabalho avaliou e comparou os impactos ambientais de dois traços de concreto utilizados em lajes pré-moldadas treliçadas, sendo que um utiliza resíduo de borracha de pneu em substituição parcial da areia, enquanto o outro utiliza somente areia. O método utilizado para a fase de Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) foi o CML2001, e uma análise de sensibilidade foi realizada, utilizando o método ReCiPe. A laje elaborada com concreto contendo resíduo de borracha de pneu gerou, em média, 5% a mais de emissões em todas as categorias de impacto analisadas, sendo a produção de cimento do tipo CP II Z 32 o processo mais crítico. A mudança de método de AICV não alterou, para as categorias de impacto avaliadas, as conclusões obtidas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The Life Cycle Assessment (LCA) has gained notoriety as a tool for analyzing the environmental impacts of products and services, standing out for analyzing all processes involved in production, from raw material extraction to final disposal, and enabling the preference for more environmentally sustainable materials and processes. This project evaluated and compared the environmental impacts of two concrete traces used in lattice precast slabs, one using tire rubber residue to partially replace sand, while the other uses only sand. The method used for the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) phase was CML2001, and a sensitivity analysis was performed using the ReCiPe method. The slab made of concrete containing tire rubber residue generated, on average, 5% more emissions in all impact categories analyzed, being the production of CP II Z 32 cement the most critical process. The change in the LCIA method did not alter the conclusions obtained for the assessed impact categories.

Resumo em Português:

RESUMO O uso de tratamentos em aços tem como característica melhorar o desempenho mecânico desses materiais durante aplicação. Nesse contexto, a cementação sólida é um tratamento termoquímico que possibilita o aumento da dureza nas superfícies dos metais, por meio da difusão de carbono da atmosfera de um forno para a superfície do metal. A têmpera, por sua vez, é um tratamento térmico que tem o intuito de elevar a dureza do aço, por meio do aquecimento do metal até a austenitização e o posterior resfriamento rápido, formando uma microestrutura predominantemente martensítica. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar as microestruturas formadas após a aplicação de têmpera e cementação sólida em aços ABNT/SAE 1020, utilizando técnicas metalográficas e ensaios de dureza. Após a realização dos tratamentos, as amostras foram analisadas via ensaios de dureza Rockwell e microdureza Vickers, microscopia óptica e macrografia. Os resultados dos ensaios de dureza mostraram que a dureza das amostras temperadas e cementadas foi superior à dureza das amostras sem tratamento. Além disso, não houve influência significativa da granulometria do carvão vegetal na dureza das amostras cementadas, devido à alta variabilidade dos valores. Por meio da microscopia óptica e dos resultados de ensaios de microdureza Vickers, foi possível identificar que as amostras cementadas apresentaram elevada dureza da região da camada cementada, causada pela formação de martensita de alto e baixo carbono, com um núcleo mais tenaz, devido à presença de ferrita e perlita. As amostras com têmpera, por sua vez, apresentaram uma microestrutura de baixa dureza, o que também foi verificado pelo ensaio de microdureza.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The use of steel heat treatments aims to improve the mechanical performance of these materials during their application. In this context, solid cementation is a thermochemical treatment that makes it possible to increase the hardness on metal surfaces, through the diffusion of carbon from the atmosphere of an oven to the metal surface. On the other hand, quenching is a heat treatment that aims to increase the hardness of the steel, by heating the metal until austenitization and subsequent rapid cooling, forming a predominantly martensitic microstructure. The objective of the present work was to characterize the microstructures formed after the application of the quenching and solid carburizing of ABNT/SAE 1020 steels, using metallographic techniques and hardness tests. After carrying out the treatments, the samples were analyzed using Rockwell hardness tests, Vickers microhardness tests, and by optical microscopy and macrography. The results of the sample hardness tests showed that the hardness of the carburized and quenched samples is superior to the hardness of the untreated samples. In addition, there was no significant influence of the granulometry of charcoal on the hardness of the carburized samples, due to the high variability of the hardness values obtained. Through the optical microscopy and the results obtained in the Vickers microhardness tests, it was possible to notice that the carburized samples showed a great increase in the hardness of the region of the carburized layer, caused by the formation of high and low carbon martensite, with a more tenacious due to the presence of ferrite and pearlite. The quenched samples presented a low hardness microstructure, which was also verified by the microhardness test.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Polyhydroxyalkanoates (PHA) are a viable alternative to replacing traditional plastics, harmful to nature. The objective of this study was to evaluate the production of PHA by Cupriviadus necator using agro-industrial residues, its physicochemical characterization, and of the membranes produced. Cell growth and PHA production were compared in three carbon sources: residual glycerol, whey cheese with and without a mineral solution. After cultivation, the biopolymer was extracted and characterized by FTIR and 1D and 2D NMR experiments. Membranes containing 5.0% of PHA had their physicochemical properties measured for mechanical properties, color, and water vapor permeability. The results demonstrated that the yield of PHA.g-1 of biomass was higher for cultivation using residual. Yet the PHA.L-1 was higher in cultures with whey cheese. The NMR and FTIR result allowed to characterize the molecular structure of PHA produced. It was calculated 8 carbon atoms in the methylene main chain and a maximum of 13 carbons (Poly-3-hydroxytridecanoato) in the polymer side chain. The membranes showed a strong whiteness tendency as well as a high opacity, expected low water vapor permeability, and rigidity. In conclusion, mechanical properties indicated that the formed PHA membranes could be applicable to plastic packaging in substitution for petroleum derivatives.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, the role of the degree of acetalization of polyvinylbutyral (PVB) on the dynamic mechanical properties of PVB nanocomposites was evaluated. Nanocomposites reinforced with carbon nanoparticles (pristine or oxidized multiwalled carbon nanotubes, graphene oxide and graphene nanoplatelets) were prepared by in situ addition during the synthesis of PVB from polyvinyl alcohol. It was found that the presence of nanoreinforcements during the synthesis considerably alters the degree of acetalization (AD) of PVB (ca. 65 mol% for the neat polymer), which values ranged from 50 to 77 mol%. Dynamic mechanical analyses were used to calculate the storage modulus and other parameters such as: factor C, degree of entanglement and adhesion factor, which were correlated with scanning electron microscopy images. There was a tendency to decrease AD with the increase in the degree of oxidation of the nanoreinforcements, however this contributed to a better dispersion and adhesion of these to the polymer matrix and, consequently, altered positively the nanocomposite properties.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Our previous work reported that palygorskite has potential for application as metal cations adsorbent due to its chemical and mineralogical properties. In this work, kinetic study and adsorption isotherms were performed in order to evaluate Pb (II) ions adsorption rate, maximum capacity and type of adsorption by using palygorskite as adsorbent. Adsorption tests were performed in batch, using pH of 5, 2 g of palygorskite, 40 mL of synthetic effluent solution and stirring for 1 hour. Kinetic experiments were performed using 34 mg L-1 of a lead synthetic effluent at same mass and pH conditions. Furthermore, after adsorption studies, the sample was characterized by X-ray fluorecence (XRF), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis, in order to verify and understand the interaction of lead ions in palygorskite. The results demonstrated that palygorskite presented an equilibrium time of 10 min with 99.14% of removal, following pseudo-second order kinetic. The maximum adsorption capacity was 21.65 mg g-1 and Gibbs’ adsorption-free energy was -21.39 KJ mol-1, with Langmuir model being the most suitable for adjustment of the data. Thus, its presence was confirmed by characterization techniques, indicating that the metal is distributed homogeneously on palygorskite surface, proving its efficiency as lead ions adsorbent.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The effect of heat and strain during the semisolid processing route on the microstructural evolution and mechanical performance of the Al-5.5wt%Si-5wt%Zn-0.2wt%Mg alloy was evaluated. The as cast alloy was heated and partially melted to 588 °C (fs = 0.40), thixoformed (in an open die forged) and solution heat-treated (SHT) at 525 °C for 1 to 6 h. The microstructural evolution and chemical distribution (SEM-EDS) of the main alloying elements were evaluated at each step of the processing route. The SHT for 2.5 h after thixoforming showed to be adequate considering (a) the spheroidization of Si crystals, (b) the formation of Fe- and Mn-rich platelet-like particles in the eutectic phase, (c) the Mg dissolution from the Mg2Si conglomerates and (d) the homogeneous Zn diffusion along the entire part. As a consequence of the higher circularity of secondary particles, the possibility of crack formation and propagation under stress was minimized. The possible formation of solute clusters and GP zones containing Zn, Mg, Si and Cu was enabled due to the dissolution and diffusion of secondary elements during SHT, which increased the alloy’s mechanical strength. Larger Si crystals and the homogeneous spatial spread of Zn resulted in the hardness increase of the SHT alloy.

Resumo em Português:

RESUMO Mantas de nanofibras de acetato de celulose (NFAC) possuem potencial aplicação como scaffolds por combinar elevada área superficial, elevada porosidade e interconexão entre os poros. Além disso, esses materiais também apresentam biodegradabilidade, boas propriedades mecânicas e compatibilidade com tecidos vivos, características essenciais para a aplicação na engenharia de tecidos. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar mantas de NFAC pela técnica de eletrofiação, visando investigar a influência dos parâmetros de processamento, tensão elétrica e distância de trabalho, nas características morfológicas das nanofibras. Para isso, foram produzidas mantas de NFAC utilizando soluções poliméricas em uma combinação dos solventes acetona/DMF, na concentração de 12% m/v. A morfologia das mantas de nanofibras obtida foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a caracterização química foi realizada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e as propriedades térmicas investigadas por análise termogravimétrica (TGA). As NFAC produzidas apresentaram estrutura morfológica no formato cilíndrico e alongado com diâmetro no intervalo de 154 a 185 nm, contendo contas com dimensões entre 0,5 e 4,0 nm, a depender dos parâmetros de processo utilizados. As NFAC obtidas para a distância de trabalho de 12 cm e tensões de 12 e 15 kV apresentaram maior uniformidade na distribuição dos diâmetros com valor médio de 184 ± 30 nm e com média de 23 ± 1 contas por área.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Cellulose acetate nanofiber (CAN) have great potential for application as scaffolds, for combining properties such as high surface area, high porosity and interconnection between poles. In addition, these materials also have biodegradability, good mechanics and compatibility with living tissues, characteristics for the application of tissues in tissue engineering. The aim of the work was to produce and characterize CAN blankets by the electrospinning technique, in order to investigate the influence of processing parameters, the applied voltage and the working distance, on the morphological characteristics of nanofibers. Therefore, CAN blanks were produced using polymeric solutions at a concentration of 12% m/v in a combination of acetone/DMF solvents. The morphology of the nanofiber blankets was analyzed by images of scanning electron microscopy (SEM), the chemical characterization was performed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the thermal properties investigated by thermogravimetric analysis (TGA). The CAN produced showed a morphological structure in a cylindrical and elongated shape with diameters in the range of 154 to 185 nm, containing beads with dimensions between 0.5 and 4.0 nm, depending on the process parameters used. The CAN, obtained for the working distance of 12 cm and voltages of 12 and 15 kV, showed greater uniformity in the distribution of diameters with an average value of 184 ± 30 nm and an average of 23 ± 1 beads per area.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN El comportamiento del hormigón incorporando agregados reciclados en sustitución total o parcial de los agregados naturales es diferente del comportamiento del hormigón convencional. Así mismo, la sustitución parcial del cemento por materiales cementantes suplementarios afecta también a dicho comportamiento. Pese a que ambas sustituciones parciales presentan indudables beneficios desde el punto de vista de la sostenibilidad, su efecto en la resistencia a compresión del hormigón es difícil de modelar. Este documento tiene como objetivo predecir la resistencia a la compresión de estos hormigones especiales mediante el uso de redes neuronales artificiales (ANN). Los datos de entrenamiento y testeo para el desarrollo del modelo ANN se prepararon utilizando 309 dosificaciones publicadas en 22 fuentes de literatura diferentes. Los resultados indicaron que el modelo ANN es una herramienta eficiente para predecir la resistencia a la compresión de los hormigones que incorporen agregados reciclados y materiales cementantes suplementarios.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The behavior of concrete incorporating recycled aggregates in total or partial replacement of natural aggregates is different from the behavior of conventional concrete. Likewise, the partial substitution of cement by supplementary cementitious materials also affects the behavior of concrete. Despite the fact that both partial substitutions have undoubted benefits from the point of view of sustainability, their effect on the compressive strength of concrete is difficult to model. This document aims to predict the compressive strength of these special concretes through the use of artificial neural networks (ANN). Training and testing data for the development of the ANN model were prepared using 309 dosages published in 22 different literature sources. The results indicated that the ANN model is an efficient approach for predicting the compressive strength of concretes that incorporate recycled aggregates and supplementary cementitious materials.

Resumo em Português:

RESUMO O estudo consiste na análise da relação entre a soldagem multipasse e os valores de corrente elétrica utilizada na soldagem de manutenção de um aço ASTM A 131 grau A. Por meio do processo de soldagem de eletrodo revestido e um delineamento experimental buscou-se identificar quais os fatores mais influentes e se existe relação entre os fatores estudados. Entre os principais resultados, a zona afetada pelo calor das amostras atravessou a espessura da chapa, entretanto os valores de dureza para as extremidades afetadas demonstraram dureza idêntica ao metal de base. Para uso em uma situação de reparo, a configuração mais indicada seria a configuração com dois cordões de solda do CP4 (1,15 kJ/mm e 1,37 kJ/mm) por apresentar os menores valores de microdureza na junta soldada.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The study consists on the analysis of the relation between multibead welding and the electric current used on maintenance welding of an ASTM A131 grade A steel, by using the shield metal arc welding process and a design of experiment to identify the factors with most influence and if there is relation between the studied factors. Between the main results the heat affected zone of the samples reached the lower extremity of the plate thickness, however the hardness values for the affected extremities show a hardness value identical to the base metal. For use in a repair situation, the desired configuration would be the one presenting 2 weld beads as the CP4 (1,15kJ/mm and 1,37kJ/mm) for having the lowest microhardness values on the welded joint.

Resumo em Português:

RESUMO Prover esgotamento sanitário em cidades e fábricas possui custos elevados tanto de projeto, quanto de execução e de manutenção. O concreto armado exposto aos ácidos agressivos produzidos pelos microrganismos dos efluentes acabam recebendo revestimentos altamente custosos para evitar a corrosão e o comprometimento de suas funções estruturais. Assim, esta revisão sistemática teve dois objetivos principais: (1) identificar os materiais cimentícios suplementares (MCSs) que melhoram a resistência do concreto à corrosão por ácido sulfúrico de origem química (H2SO4) e (2) descrever as pesquisas laboratoriais realizadas para avaliar a resistência do concreto ao H2SO4. Após criteriosa análise das referências coletadas em bases indexadas, o estudo mostrou que os métodos utilizados para avaliar a resistência dos corpos de prova de concreto não seguem um protocolo padrão, o que dificulta a análise quantitativa dos resultados dos diferentes estudos. Em geral, a resistência do concreto ao H2SO4 é avaliada pela imersão dos corpos de prova em soluções com alta concentração de ácido e medição da resistência à compressão e da mudança de massa em períodos sequenciais de 28 ou 30 dias. O uso de MCSs aumenta a resistência ao ácido sulfúrico, sendo que os ligantes compostos por sílica ativa apresentam os resultados mais promissores. Espera-se que esta revisão encoraje a criação de protocolos de ensaio para avaliar a resistência do concreto ao H2SO4 que permitam uma análise estatística mais aprofundada dos resultados de diferentes pesquisas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Supplying sewerage systems in cities and factories has a high cost, both for design, execution, and maintenance. Reinforced concrete exposed to the aggressive acids produced by wastewater microorganisms receives high costly coatings to avoid corrosion and impairment of structural functions. Thus, this systematic review had two main goals: (1) to identify the supplementary cementitious materials (SCM) that improve concrete resistance to chemical sulfuric acid attack (H2SO4) and (2) to describe the performed tests to access concrete resistance to H2SO4 in laboratory conditions. After careful analysis of scientific references collected on indexed bases, the study showed that the test methods used to appraise samples resistance do not follow a standard protocol, hindering quantitative analysis between distinct studies results. In general, concrete resistance to H2SO4 is evaluated by immersing concrete samples in high concentrated acid solutions and assessing its compressive strength and mass change on a 28 or 30 days base sequence. Using SCMs improve resistance to sulfuric acid, and binders made with silica fume had the best results. This review may encourage the creation of test protocols to assess the resistance of concrete to H2SO4 that allow further statistical analysis of the research results.

Resumo em Português:

RESUMO Métodos convencionais de tratamento de águas residuais apresentam determinadas limitações, como a baixa remoção de poluentes orgânicos refratários, necessidade de grandes áreas de instalação e os elevados custos para implementação e operação. Assim, processos alternativos vêm sendo aplicados para o tratamento de água residuais, como a adsorção, pela sua versatilidade e a possibilidade de utilização de materiais alternativos (biossorventes). O processo de biossorção é considerado uma alternativa biotecnológica para o tratamento de águas residuais, por meio da utilização dos biossorventes, como resíduos agroindustriais. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão bibliográfica de caráter exploratória e qualitativa, relacionando a aplicação do processo de biossorção na remoção de contaminantes em águas residuais. Assim, a maioria das biomassas vivas e mortas demonstraram ótimos resultados na captação de poluentes em meio aquoso, sendo promissoras no tratamento de águas residuais industriais. Além disso, resíduos agroindustriais que se acumulam por não apresentarem o correto gerenciamento, também foram testados para metais pesados e em sua maioria tiveram bom desempenho de capacidade biossortiva. A biomassa de natureza microbial apresentou menores valores de capacidade adsortiva para a remoção de poluentes, já que foi necessário o controle de nutrientes e das variáveis necessárias à sobrevivência das células. É importante destacar a maior complexidade de remoção dos compostos orgânicos, visto que apresentam em suas estruturas química grupos funcionais específico de natureza iônica diferente, dificultando a interação entre biossorvente e poluente orgânico. Por conseguinte, foi possível identificar a versatilidade do processo de biossorção, bem como a possibilidade de utilização de materiais alternativos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Conventional wastewater treatment methods have certain limitations, such as the low removal of refractory organic pollutants, the need for large areas of installation, and the high costs for implementation and operation. Thus, alternative processes have been applied for the treatment of wastewater, such as adsorption, due to its versatility and the possibility of using alternative materials (biosorbents). The biosorption process is considered a biotechnological alternative for the treatment of wastewater, through the use of biosorbents, as agro-industrial waste. In this context, the present work aims to present an exploratory and qualitative bibliographic review, relating the application of the biosorption process in the removal of contaminants in wastewater. Thus, most of the living and dead biomasses showed excellent results in capturing pollutants in aqueous media, being promising in the treatment of industrial wastewater. In addition, agro-industrial waste that accumulate because they are not properly managed, have also been tested for heavy metals and have mostly performed well in terms of biosorptive capacity. Microbial biomass had lower adsorptive capacity values to pollutant removal since it was necessary to control nutrients and the variables necessary for cell survival. It is important to highlight the greater complexity of removal of the organic compounds, since they present in their chemical structures specific functional groups of different ionic nature, making the interaction between biosorbent and organic pollutant difficult. Therefore, it was possible to identify the versatility of the biosorption process, as well as the possibility of using alternative materials.

Resumo em Português:

RESUMO Um defeito típico recorrente nas uniões soldadas, proveniente das condições climáticas como o vento e a umidade, é a presença de porosidades no cordão de solda. E, dependendo da severidade deste fator, poderá provocar a sua falha diante das solicitações mecânicas. Assim sendo, o presente trabalho teve por objetivo analisar quantitativamente a influência das diferentes velocidades de correntes de ar sobre o nível de porosidades em juntas soldadas pelo processo MIG/MAG. Para tanto foi realizado um levantamento da média das velocidades dos ventos na região nordeste e de posse desses dados, foram simuladas tais condições no laboratório durante a soldagem. E por fim, foram realizadas as análises nos cordões solda através de microscopia ótica e a quantificação dos poros para cada uma das condições. Concluiu-se que uma velocidade de correntes de ar no valor de 2,3 m/s proporcionou um nível de porosidade de 3,41 poros/cm², com dimensões médias de 3,96 mm, uma distância média em linha reta entre os poros de 7,97 mm e uma altura média do cordão de 9,0 mm. Já as amostras submetidas à velocidade de correntes de ar de 3,6 m/s apresentaram uma média de poros no valor de 2,31 poros/cm² por amostra, um diâmetro médio de poros igual a 3,57 mm, uma distância média em linha reta entre os poros de 6,40 mm e uma altura média do cordão de 9,77 mm. Estando, as amostras soldadas à 2,3 e 3,6 m/s, em desconformidade com a norma AWS A5.20A5.20M-2005.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A typical recurring defect in welded joints, due to climatic conditions such as wind and humidity, is the presence of porosities in the weld bead. And, depending on the severity of this factor, it may cause it to fail due to mechanical stresses. Therefore, the present work aimed to quantitatively analyze the influence of differ- ent airflow velocities on the level of porosities in joints welded by the MIG / MAG process. For this purpose, a survey of the average wind speeds in the northeastern region was carried out and with these data in hand, such conditions were imposed in the laboratory during welding. Finally, the weld beads were analyzed using optical microscopy and the pore quantification for each of the imposed conditions. It was concluded that an airflow velocity of 2.3 m / s provided a porosity level of 3.41 pores / cm², with average dimensions of 3.96 mm, an average straight line between the pores 7.97 mm and an average cord height of 9.0 mm. The samples sub- mitted to the airflow velocity of 3.6 m / s presented an average pore value of 2.31 pores / cm² per sample, an average pore diameter equal to 3.57 mm, an average distance in straight line between the pores of 6.40 mm and an average color height of 9.77 mm. When the samples are welded at 2.3 and 3.6 m / s, in non-compliance with the AWS A5.20A5.20M-2005 standard.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In recent years, the usage area of nano material reinforced composites has been increasing gradually. Accordingly, machining of metal matrix and nano material reinforced composite materials becomes important. In this study, the effect of carbon nanotube (CNT) on the machining of CNT-reinforced ZA-27 (zinc-aluminum) nano composite was investigated. For this purpose, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 3.0% CNTreinforced ZA-27 based composites were produced by powder metallurgy method. Firstly, SEM images of composites were taken. Then, hardness measurements were made and pore amounts were determined. At the last stage, the machinability tests of nano composites have been carried out. Machinability tests were carried out by turning method to determine the cutting forces and surface roughness amounts. The tests were carried out with cemented carbide cutting tools under dry cutting conditions. Cutting speeds of 75, 125, 175, 225 m/min, feed values of 0.05, 0.10, 0.20 mm/rev and constant cutting depth of 1.0 mm were chosen as test parameters. The data obtained as a result of the tests were interpreted together with microstructure, porosity and hardness values. Hardness values decreased and the pore amounts increased with the increase in the CNT-reinforcement ratio within the composite structure.Cutting forces and the surface roughness amounts increased with the increase in feed value. Cutting forces and surface roughness amounts decreased together with increase in cutting speed. CNT-reinforcement material in the composite structure caused a decrease in cutting forces. However, surface roughness values showed an increase with the increase of CNTreinforcement ratio. It has been determined that CNT-reinforcement material facilitates machining by lubricating effect in dry machining conditions. Built-up edge (BUE) was observed on all cutting tool bits used in machining tests. BUE amounts increased in itself with the increase in CNT ratios and feed rates.

Resumo em Português:

RESUMO Dois tamanhos diferentes de agregados de microesferas de vidro foram comparados em suspensão com óleos de silicone de diferentes viscosidades. A concentração da suspensão foi mantida constante e igual a 62% vv. O comportamento reológico das suspensões foi avaliado pelo teste de squeeze-flow, para duas velocidades de ensaio. Para ambos os tamanhos de partícula, quando imersas no óleo de silicone menos viscoso, a tensão de escoamento não apresentou boa correlação com as velocidades de ensaio. Enquanto isso, o óleo de silicone mais viscoso levou a uma boa correlação entre a tensão de escoamento e as velocidades de ensaio. Para granulometria mais fina, a “viscosidade” das suspensões aumenta com o aumento da viscosidade dos óleos de silicone e com a velocidades de ensaio. Para a granulometria mais grossa, a “viscosidade” das suspensões aumenta com as velocidades de ensaio e diminui conforme a viscosidade dos óleos de silicone aumenta. Essas diferenças no comportamento reológico estão intimamente relacionadas à ocorrência de fluxo não homogêneo, que depende da relação entre a velocidade de percolação dos óleos de silicone e as velocidades de ensaio do teste de squeeze-flow. Assim, o tamanho dos agregados influencia de diferentes maneiras o comportamento reológico dessas suspensões de microesferas de vidro. Consequentemente, a combinação da viscosidade da fase da matriz com a granulometria dos agregados pode levar a um escoamento homogêneo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Two different sizes of aggregates of glass microspheres were compared in suspension with silicone oils of different viscosities. The concentration of the suspension was kept constant and equal to 62 vv.%. The rheological behavior of the suspensions was evaluated by the squeeze flow test, for two test speeds. For both particles size, when immersed in less viscous silicone oil, the yield stress did not show a good correlation with the tests speeds. Meanwhile, the more viscous silicone oil led to a good correlation between the yield stress and tests speeds. For the finer granulometry, the “viscosity” of suspensions increases with increasing viscosity of silicone oils and test speeds. But for the coarser granulometry, the “viscosity” of suspensions increases with the test speeds, and decreases as the viscosity of the silicone oils increases. These differences in the rheological behavior are closely related to the occurrence of non-homogenous flow, which depends on the relation between the percolation speed of silicone oils and the test speeds of the squeeze flow test. Thus, the size of particles influences in different ways the rheological behavior of these suspensions of glass microspheres. Consequently, a combination of the matrix phase viscosity and granulometry of aggregates phase can lead to a homogeneous flow.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The addition of expanded graphite (EG) on environmentally friendly polymer matrix was systematically studied to produce carbon-polymer porous composite. Firstly, an appropriate EG was produced by monitoring the time and temperature of intercalated graphite thermal expansion while poly(furfuryl alcohol) (PFA) resin was obtained from the furfuryl alcohol polymerization. After PFA synthesis, different EG amounts of 0.2, 0.5, and 1.0 wt% were added in the resin and evaluated by viscosimetry and differential scanning calorimetry that showed EG helped in the crosslink formations decreasing the onset and endset temperatures. PFA resin kept a good fluidity, even for 1.0 wt% EG ensuring its homogeneous impregnation on the polyurethane foams. FTIR analyses confirmed the presence of functional groups on EG, which would contribute to the resin impregnation on the foam porous structure without changing the thermal resistance of the final product.

Resumo em Português:

RESUMO A madeira trata-se de uma matéria-prima de fonte renovável amplamente utilizada pelo setor da construção civil devido às suas características de fácil manuseio e processabilidade, boas propriedades mecânicas, sustentabilidade, entre outros. Por se tratar de um material de origem vegetal faz-se necessário a realização de um tratamento preservativo antes de sua aplicação na construção civil. Neste contexto, a busca de novas soluções como opção de tratamento superficial biodegradável para garantir melhoria das propriedades das madeiras é uma das necessidades a serem sanadas para que o material apresente um bom desempenho e amplie sua durabilidade. Assim, tratamentos por imersão em emulsões de óleos essenciais (OE) no material, como uma alternativa de mitigar a ocorrência de patologias comuns na madeira, demonstra-se ser uma opção potencialmente inovadora para o setor moveleiro e da construção civil. O presente estudo objetivou avaliar os efeitos dos tratamentos de hidrofobização e odorização da madeira após a inserção de óleos essenciais nas condições de nanoemulsão, emulsão e óleo puro. Para tanto, foram utilizadas amostras de madeira do tipo Hymenaea sp popularmente conhecida como Jatobá devido a suas características de alta resistência mecânica, odor forte e de comum aplicação na construção civil. Os óleos essenciais utilizados foram de melaleuca (Melaleuca alternifólia) e copaíba (Copaifera Officinalis), devido às suas propriedades antimicrobianas, antifúngicas, antissépticas e odor característico. A aplicação por imersão nas amostras de madeira foi realizada nas seguintes condições: emulsão 25% (m/m) de OE de melaleuca; emulsão 25% (m/m) de OE de copaíba; nanoemulsão 2% (m/V) de OE de melaleuca; nanoemulsão 2% (m/V) de OE de copaíba e a aplicação dos mesmos óleos puros. Os resultados demonstraram que a suspensão que apresentou maior retenção foi a nanoemulsão, sendo OE de copaíba 44,10% e OE de melaleuca 40,41% em relação a massa da amostra sem tratamento. As emulsões resultaram em 21,32% para OE de copaíba e 20,51% para OE de melaleuca e, na condição de óleo puro, a retenção observada foi de 15,11% para o OE de melaleuca e 23,82% para o OE de copaíba. Os resultados obtidos podem estar relacionados a característica hidrofílica da madeira, sendo que a suspensão mais aquosa foi a mais absorvida. Através do ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi possível identificar uma cobertura uniforme das amostras para o óleo puro, um aspecto rugoso de cobertura para a emulsão e uma superfície mais fendilhada e ressecada nas amostras com nanoemulsão. O ensaio de ângulo de contato não apresentou um aumento significativo na hidrofobicidade das amostras, com resultados positivos de 7°±9° a 23°±15°, sendo que na condição de nanoemulsão diminuiu 12°± 9° em comparação com a amostra não tratada para o OE de copaíba e 16°± 9° para o OE de melaleuca, indicando uma maior permeabilidade de água.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Wood is a raw material from renewable source widely used by the construction industry due to its characteristics of easy handling and processability, good mechanical properties, sustainability, among others. Since it is a vegetal material, it is necessary to perform a preservative treatment before its application in civil construction. In this context, the search for new solutions as an option for biodegradable surface treatment to ensure the improvement of wood properties is one of the needs to be addressed so that the material performs well and increases its durability. Thus, treatments by immersion in emulsions of essential oils (EO) in the material, as an alternative to mitigate the occurrence of common pathologies in wood, proves to be a potentially innovative option for the furniture and construction industries. The present study aimed to evaluate the effects of hydrophobing and wood odorization treatments after the insertion of essential oils in nanoemulsion, emulsion, and pure oil conditions. The essential oils used were melaleuca (Melaleuca alternifolia) and copaiba (Copaifera officinalis), due to their antimicrobial, antifungal, antiseptic properties, and characteristic odor. The immersion application on the wood samples was conducted under the following conditions: 25% (w/w) melaleuca EO emulsion; 25% (w/w) copaiba EO emulsion; 2% (w/w) melaleuca EO nanoemulsion; 2% (w/w) copaiba EO nanoemulsion and the application of the same pure oils. The results showed that the suspension that presented the highest retention was the nanoemulsion, being OE of copaiba 44.10% and OE of melaleuca 40.41% in relation to the mass of the untreated sample. The emulsions resulted in 21.32% for OE copaiba and 20.51% for OE melaleuca, and in the pure oil condition, the observed retention was 15.11% for melaleuca OE and 23.82% for OE copaiba. The results obtained may be related to the hydrophilic characteristic of the wood, and the most aqueous suspension was the most absorbed. Through the Scanning Electron Microscopy (SEM) test it was possible to identify a uniform coverage of the samples for the pure oil, a rough aspect of coverage for the emulsion and a more cracked and dried surface in the samples with nanoemulsion. The contact angle test did not show a significant increase in hydrophobicity of the samples, with positive results from 7°±9° to 23°±15°, and in the nanoemulsion condition it decreased 12°± 9° compared to the untreated sample for copaiba EO and 16°± 9° for melaleuca EO, indicating a higher water permeability.

Resumo em Português:

RESUMO A construção em terra é uma técnica ancestral, que nos últimos anos tem atraído muita atenção devido à sua sustentabilidade, facilidade de execução e baixo custo produtivo. Os blocos de terra compactada (BTCs) são uma técnica de construção moderna e atual, baseada nas antigas técnicas construtivas de adobe e taipa. Por sua vez, os materiais de mudança de fase (PCM) têm vindo a ser aplicados com sucesso em diferentes materiais de construção, devido à sua capacidade de regulação da temperatura no interior de edifícios por meio da sua capacidade de armazenamento térmico. Desta forma, a associação dos blocos de terra compactada e dos materiais de mudança de fase, permite obter uma solução construtiva com todas as vantagens associadas à construção em terra, mas também com impacto benéfico na eficiência energética dos edifícios. Atualmente, são várias as investigações desenvolvidas em construção em terra e em materiais aditivados com PCM, no entanto a combinação destas duas técnicas é ainda uma área subdesenvolvida, com elevado potencial e grande necessidade de investigação. Nesta investigação foram desenvolvidos e caracterizados BTCs com incorporação direta de PCM não encapsulado, tendo sido avaliadas diferentes composições no estado fresco e endurecido. As composições desenvolvidas foram aditivadas com 25%, 50% e 75% de PCM em relação à quantidade de cimento utilizada para a estabilização dos BTCs. Foi possível concluir que a incorporação do PCM em BTCs pode ser realizada com sucesso, apresentando o teor de incorporação de 25% de PCM e 10% de cimento Portland um desempenho satisfatório sob o ponto de vista do comportamento físico, mecânico e de durabilidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Earth construction is an ancestral technique, which in recent years has attracted a lot of attention due to its sustainability, ease of execution and low-cost production. Compacted earth blocks (CEBs) are a current and modern construction technique based on ancient adobe and rammed earth construction techniques. On the other hand, phase change materials (PCM) have been successfully applied in different building materials, due to their ability to regulate the temperature inside buildings through their thermal storage capacity. In this way, the combination of compacted earth blocks and phase change materials allows for a constructive solution with all the advantages associated with earth construction, but also with a beneficial impact on the energy efficiency of buildings. Currently, there are several studies developed in earth construction and in materials with PCM incorporation, however the combination of these two techniques is still an underdeveloped area with high potential and research needs. In this research, different compositions of CEBs with direct incorporation of non-encapsulated PCM were developed and evaluated in the fresh and hardened state. The developed compositions were added with 25%, 50% and 75% of PCM in relation to the Portland cement content used to stabilize the BTCs. It was possible to conclude that the incorporation of PCM in BTCs can be performed successfully, with the incorporation 25% of PCM and 10% of Portland cement presenting a satisfactory performance from the point of view of physical, mechanical behavior and durability.