Repositório RCAAP

RESUMO Este artigo apresenta a obtenção de uma ferrita de chumbo e cobre com a estrutura do espinélio, a caracterização da sua microestrutura e a determinação das suas propriedades magnéticas. A ferrita de cobre e chumbo é um material com baixa coercividade magnética e alta resistividade elétrica. Amostras com estequiometria PbxCu1-xFe2O4, (x = 0,00; 0,05; 0,10;0,15 e 0,20) foram sintetizadas pelo processo de metalurgia do pó e sinterizadas a 1000 °C por 6 h. Os resultados mostram que a amostra com x = 0,00 é formada pela estrutura do espinélio cúbico e x variando de 0,05 a 0,20 são formadas exclusivamente pela estrutura do espinélio tetragonal. As curvas de histerese mostram características de materiais magnéticos moles e a magnetização de saturação e temperatura de Curie diminuíram com a concentração de chumbo, no entanto observou-se o aumento do campo coercivo.

RESUMO O ataque por sulfatos de origem interna é resultante da reação química entre os íons Fe2+ e SO4 2-, provenientes da oxidação de agregados sulfetados, e os compostos da pasta cimentícia, e tende a promover a degradação do concreto devido formação de produtos expansivos que geram fissuração e desagregação do material. Neste trabalho, a morfologia da pirita, presente em alguns tipos de agregado, foi avaliada. O mineral foi utilizado em substituição parcial à areia (10%, em massa) na dosagem de argamassas, para estudo das modificações microestruturais e da variação dimensional linear sob envelhecimento natural durante 42 dias. A caracterização microestrutural foi executada em equipamento FEG/SEM com sonda analítica de EDS. Verificou-se, na superfície da pirita oxidada, a formação de óxidos de ferro, os quais afetaram a interface entre a pasta de cimento e o agregado nos materiais produzidos com a pirita. Quanto a variação dimensional, a argamassa apresentou apenas contrações durante o período de estudo. Verificou-se a ocorrência de fissuração e a predominância na formação de cristais aciculares de etringita aos 42 dias enquanto aos 90 dias a presença de gipsita predomina. Óxidos de ferro oriundos da oxidação da pirita são evidentes nas argamassas aos 90 dias.

RESUMO Na indústria cerâmica de revestimento a cor é um parâmetro de grande importância no desenvolvimento de produtos. O aspecto visual da peça cerâmica e seu valor de mercado são influenciados por parâmetros como tonalidade, brilho e intensidade de cor. Neste segmento, a busca de novos pigmentos é constante, com foco na redução de custos, na adequação ambiental de pigmentos e na necessidade de inovação em cores e processos. Estes pigmentos, quando dispersos em um sólido, devem ser capazes de desenvolver cor mantendo-se insolúveis e inertes nas elevadas temperaturas de processamento. O objetivo do presente trabalho foi a síntese de pigmento cerâmico com a estrutura de Wollastonita - CaSiO3, com a inclusão de cromo como íon cromóforo, em teores variados. A difratometria de raios-X foi utilizada para avaliar o efeito da adição do cromo na formação das fases cristalinas. A análise de distribuição de tamanho de partícula foi realizada pela técnica de difração a laser. A análise colorimétrica foi realizado pela incorporação do pigmento em esmalte comercial e a avaliação da cor desenvolvida, através da determinação dos parâmetros colorimétricos L*, a*, b*. Os resultados mostraram que o teor de cromo utilizado e a temperatura de síntese interferem no desenvolvimento dos silicatos e na performance dos pigmentos.

RESUMO Este trabalho objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de material fresado puro e estabilizado (mecânica, granulométrica e quimicamente) em camadas de pavimentos flexíveis. Os materiais fresados são oriundos da BR-290 e da ERS-509 no estado do Rio Grande do Sul. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de agregado natural, sendo bastante efetiva na elevação do ISC (de 56 para 95% e de 21 para 68%, para o fresado da BR-290 e ERS-509). Para os ensaios compressão simples foram moldados corpos-de-prova cilíndricos de 10x20 cm com diferentes teores de cimento Portland (CP-IV 32), sendo determinados os teores de 4,86% (BR-290) e 5,37% (ERS-569) a partir da resistência à compressão de 2,1 MPa aos 28 dias. A partir dos resultados obtidos, em uma segunda etapa da pesquisa utilizando somente o material fresado da ERS-509, foram moldados corpos de prova para determinação da resistência à compressão, da resistência à tração e do módulo de resiliência; sendo nestes substituído, em massa, o CP-IV em 15, 30 e 50% por cinza de casca de arroz moída (#325 e #500), colocados em câmara úmida por 7, 28 e 160 dias. A análise dos resultados mostrou que para compressão simples e à tração, a substituição de 15% de cimento por CCA se mostrou eficiente, não havendo queda de resistência comparado as amostras de referência. Também fica evidente a eficácia da CCA, apresentando resultados positivos sempre que comparados àquelas misturas somente com o real teor de cimento Portland utilizado, juntamente com o apelo ambiental se torna uma alternativa interessante de utilização em camadas de pavimentos.

RESUMO Resíduos de vidro podem ser reutilizados para o desenvolvimento de materiais alternativos. Uma opção viável são os materiais celulares para isolamentos térmicos já que, apresentando poros isolados, possuem baixa condutividade térmica, baixa densidade aparente e temperaturas de serviço mais altas que a dos materiais isolantes poliméricos. Neste trabalho, foi preparada uma suspensão aquosa com resíduos de vidro previamente moídos, Ágar-ágar (gelificante) e Emustab(r) (emulsificante), a qual foi adicionada diferentes frações de óleo de soja (50, 70 e 90% em massa). Subsequentemente, foi realizada a emulsificação do óleo vegetal no líquido da suspensão por meio de agitação em misturador mecânico de alto cisalhamento. Corpos de prova cilíndricos foram produzidos via colagem por gelificação e queimados a 700 °C/30 min. Os resultados mostraram que os vidros celulares obtidos apresentaram porosidade entre 74 e 93% com poros bem definidos e distribuídos e baixas condutividades térmicas (0,05 a 0,09 W/m.K). Tais resultados indicam que os materiais obtidos são potenciais candidatos para atuarem como isolantes térmicos, como por exemplo, painéis para revestimentos utilizados na construção civil.

RESUMO A adição de fibras naturais a uma matriz de polímero biodegradável tem sido uma alternativa para obter compósitos com melhores propriedades térmicas e mecânicas. Tendo em vista que as propriedades dos compósitos possam ser influenciadas pelas condições de processamento, tipo e concentração da fase dispersa, este trabalho teve como objetivo obter compósitos a partir de uma blenda comercial constituída de Poli (butileno adipato co-tereftalato) - PBAT/ Amido (EB), de caráter biodegradável, e casca de arroz (CA). Inicialmente foram preparados compósitos com PBAT/Amido contendo 10,20 e 30% de (CA) utilizando extrusora de dupla rosca e misturador interno. Posteriormente, foram determinadas propriedades mecânicas e térmicas dos sistemas obtidos. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que o módulo elástico dos compósitos foi afetado pelo tipo de processamento empregado, os compósitos obtidos em extrusora apresentam maior módulo que os compósitos obtidos no misturador: 92% maior em compósitos com 10% de carga, e 38% maior em compósitos com 30% de carga. A resistência ao impacto diminuiu significativamente e a resistência a tração aumentou moderadamente com o teor de casca de arroz, independente do tipo de processamento utilizado. A resistência ao impacto de compósitos com 30% de carga é aproximadamente 33% da resistência ao impacto da blenda pura. Já na resistência a tração, observou-se um aumento de 25% nos compósitos com 30% de carga. Análises de MEV indicam que as partículas de carga foram adequadamente molhadas pela matriz e que a adesão carga/matriz é boa. A avaliação dos resultados obtidos com as análises de DSC indicou que a adição de CA nos compósitos extrusados altera a temperatura de cristalização, variando de 75ºC da amostra pura, para 101ºC para as amostras com casca de arroz, resultado atribuível ao efeito nucleante causado pela maior dispersão da carga neste tipo de processamento.

ABSTRACT Removal of sulfur and nitrogen compounds from national commercial diesel through adsorption onto activated carbon was studied. Brazilian commercial activated carbon samples (AC) were modified by acid oxidation and, alternatively, were impregnated with palladium chloride. Modified carbon samples showed a significant increase in the quantity of acid sites, particularly those AC submitted to impregnation with palladium. Adsorption capacity of the carbon samples increased proportionally to the increase in the acid groups. Adsorption efficiency of the activated carbon impregnated with palladium chloride was over 85% for nitrogen compounds and over 60% for sulfur compounds. The treatment studied was found to be an efficient option for the removal of sulfur and nitrogen compounds present in commercial diesel, and thus it could be an alternative pretreatment in the conventional hydrotreatment process.

RESUMO Este estudo trata da análise das propriedades mecânicas do concreto, elaborado a partir da substituição de parte do agregado miúdo por borracha de pneu triturado. Foram realizados testes experimentais em corpos de prova submetidos à compressão axial, flexão simples sob carga centrada e fadiga. As medições foram feitas em três traços de concreto: 1) concreto sem borracha (denominado na presente pesquisa por concreto de referência); 2) concreto com borracha e consumo de cimento igual ao de referência; e 3) concreto com borracha e acréscimo de cimento até a obtenção da resistência do concreto de referência. Os resultados obtidos mostram que a adição de borracha provoca redução na resistência mecânica do concreto, o que pode reduzir as aplicações deste novo material. A presença da borracha também conferiu um menor módulo de elasticidade ao concreto, o que pode ser desejável em situações envolvendo ações de impacto, forças dinâmicas e fadiga. Além dessa vantagem, a aplicação da borracha de pneu no concreto contribui na reciclagem de um material poluente e que normalmente é descartado no meio ambiente.

RESUMO Os materiais de isolamento térmico convencionais, tais como a lã de vidro e o poliestireno extrudado, possuem importantes limitações técnicas. Os geopolímeros emergem como uma alternativa devido às suas excelentes propriedades. Neste trabalho, teve-se por objetivo descrever o desenvolvimento de geopolímeros de baixa condutividade térmica. Na produção dos geopolímeros utilizou-se metacaulim (Al2O3.2SiO2) que, devido à sua elevada reatividade, permite produzir polímeros inorgânicos, com propriedades físicas interessantes para aplicações em isolação térmica. Amostras de aluminossilicato foram ativadas com hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3). Amostras de geopolímeros leves foram produzidas com adição de diferentes percentagens de um formador de poros (0,5, 1, 2, 3, 4%). As amostras produzidas foram caracterizadas quanto à: resistência, compressão, absorção de água, condutividade térmica, densidade aparente e microestrutura.

RESUMO Argilas expansivas são consideradas como depósitos problemáticos para obras de infraestrutura porque podem causar danos socioeconômicos e ambientais, uma vez que são susceptíveis à mudança de volume devido à variação sazonal da umidade e temperatura. A estabilização da argila expansiva é de interesse para qualquer edificação. As técnicas de estabilização podem ser mecânicas ou químicas. A cal é um agente estabilizante. Ensaios de laboratório foram realizados com o objetivo de analisar o efeito da interação da cal com um solo expansivo de Ipojuca/PE, quando é adicionado cal nas proporções de 1% a 11% em peso seco. Foram investigadas as características físicas, químicas, mineralógicas, a expansão livre e a tensão de expansão do solo natural e na mistura solo-cal. Os resultados indicam que o solo tem alta expansividade, podendo causar danos às edificações levando à demolição, principalmente as de pequeno porte. A adição de cal ao solo causou uma agregação ou floculação das partículas originais e a redução no índice de plasticidade. O percentual de 11% de cal hidratada reduziu a expansão livre e tensão de expansão a valores nulos. Isto é atribuído à capacidade de cimentação do solo tratado com a cal que reduz a tendência de absorção de água das argilas saturadas com cálcio.

RESUMO As deformações verticais em aterros de resíduos de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) são resultados da perda de partes sólidas dos constituintes orgânicos. Conhecer as características de gravimetria e volumetria desses resíduos pode contribuir para o desenvolvimento dos recalques em termos percentuais. O objetivo deste trabalho foi quantificar a composição gravimétrica e volumétrica dos RSU associando-as ao comportamento dos recalques em uma Célula Experimental localizada em município de pequeno porte. A metodologia foi constituída da construção, instrumentação e enchimento da Célula Experimental de RSU, seguidos da caracterização física dos resíduos e monitoramento dos recalques ao longo do tempo. Este estudo mostrou que o RSU da cidade estudada é em sua maior parte constituído de matéria orgânica e plásticos, estes materiais influenciaram diretamente o comportamento dos recalques, característica que está intimamente ligada à composição gravimétrica e volumétrica dos resíduos. Porém, estes fatores não determinam unicamente os deslocamentos verticais devendo ser empregados juntamente com outros parâmetros físico-químicos e microbiológicos como demanda química de oxigênio (DQO), demanda biológica de oxigênio (DBO) e sólidos voláteis.

ABSTRACT In this work, titanium doped tungsten disulfide thin films (WS2-Ti) were deposited on AISI 304 stainless-steel substrates using the magnetron co-sputtering DC technique. Films were produced with varying titanium-cathode power from 0 to 25 W. The titanium content of the WS2 structure was determined using energy dispersive spectroscopy (EDS), thereby obtaining a maximum of 10% for the sample grown at 25 W. X-ray diffraction (XRD) results indicated, for the pure sample, the presence of a hexagonal phase of high intensity on the (103) plane. However, with the addition of titanium, the WS2 crystallinity was reduced; nevertheless, when the titanium content was equal to 10%, nanocomposite formation was promoted. This effect was observed in TEM (transmission electron microscopy) images. Finally, the tribological behavior was determined using a ball on disk (BOD) test. With this method, friction coefficient curves were obtained with respect to the number of cycles, allowing the measurement of friction coefficient values of 0.1 for the pure sample and 0.15 for the sample grown at 5 W. Because of the low thickness of the samples, all of them failed during the first cycles.

RESUMO A oxidação de parte dos elementos químicos que compõem o aço inoxidável duplex durante a aplicação como revestimento pelo processo de aspersão térmica chama arame altera a relação entre os equivalentes de cromo e níquel, de modo que se torna dificultada a previsão da microestrutura final do revestimento utilizando-se de diagramas constitucionais existentes como Schaeffler. O pré-aquecimento do substrato favorece o processo de deposição da camada para as partículas aspergidas, mas também pode contribuir para a alteração da relação Creq./Nieq.. Este trabalho objetiva avaliar como a relação Creq./Nieq. é modificada devido a oxidação promovida pelo processo de aspersão, avaliando pelo diagrama de Schaeffler para o aço inoxidável duplex AF2209 sobre substrato com e sem pré-aquecimento e sua influência na quantidade final das fases ferrita e austenita solidificadas. Análises por metalografia ótica, E.D.S. - M.E.V., D.R.X. e M.F.M. foram utilizadas na caracterização da composição química e das fases presentes no revestimento. Como resultado observou-se a diferença de microestrutura e composição entre as panquecas aspergidas e a quantidade final das fases solidificadas em função do pré-aquecimento do substrato.

ABSTRACT The PLA-groundnut shell solution is electrospun to produce nanocomposite fibre. The spinneret containing the composite solution was placed 24.7 cm away from the aluminium collector, tilted at an angle of 30 °, and the solution flow rate kept at 1 mL/min. Groundnut Shell particle (GSP) weight fraction used was varied from 3 - 8 wt. %. Particle reinforced nanofibres were formed on the collector from the composite solution at 26 kV. These nanofibres were subjected to tensile test and the result indicates that at 6 wt. % untreated GSP reinforced fibre possessed the best tensile stiffness of 24.62 MPa. This corresponds to 2.201 % increase in Modulus of Elasticity over the unreinforced PLA (1.07 MPa). The 7 wt. % treated GSP fibre showed the least stiffness (0.33 MPa), which is 69 % reduction over that of unreinforced fibre. PLA fibre reinforced with 5 wt. % untreated GSP displayed best blend of properties over the unreinforced with increase of 286 % (4.43 x 10-4 HB), 1,502 % (1.07 MPa), 286 % (0.22 MPa), 6.8 % (0.05 J) and 1,081 % (~ 0.15 MPa) in hardness, stiffness, UTS, energy at break and stress at break respectively. However, ductility decreased by ~33.3 % when compared to the unreinforced (18.27). The 5 wt. % untreated GSP PLA reinforced fibre showed the highest UTS (0.855 MPa). The micrographs showed beads on reinforced fibres, while the virgin PLA showed no beads.

RESUMO O trabalho em questão está relacionado ao projeto e construção de uma fonte de alta tensão em corrente contínua utilizando materiais e dispositivos adquiridos no comércio local visando sua aplicação no processo de pulverização catódica. Essa técnica permite a deposição de filmes finos de metais, óxidos e nitretos sobre substratos sólidos. Como teste de funcionamento e aplicação da fonte DC, com a mesma instalada em canhão de pulverização em alto vácuo, filmes finos de diferentes espessuras de cobre, aço inoxidável 304 e tungstênio foram depositados e estudados. Análise de espessura, morfologia, e resistência elétrica e resistividade foram conduzidas. Filmes com resistividade elétrica dependente das espessuras foram obtidos. A fonte DC se mostrou confiável em operação e permite a deposição de uma infinidade de materiais nas mais diferentes espessuras sobre vários tipos de substratos.

ABSTRACT Interesting properties of metal foams such as light weight, good energy absorption and low thermal conductivity, have promoted the development of new processes to improve properties without sacrificing productivity. This study aims to verify the uniformity pore distribution in an aluminum alloy foam obtained by Casting - Dissolution Process, using a nondestructive analysis. In order to evaluate mechanical properties of a metal foam using computational numerical models, the use of a small reconstructed section of the sample representing an entire volume of metal foam, was validated. In conclusion, it was possible to determine that all parts of the sample have the equivalent superficial area and volume.

RESUMO A soldagem a arco submerso é um processo de fabricação bastante utilizado na indústria naval, a qual apresentou um crescimento significativo nos últimos anos no país. Este trabalho apresenta um estudo detalhado da interação química que ocorre entre o metal de base, o metal de adição e o fluxo de soldagem em um caso específico de uniões soldadas, aplicado à indústria naval brasileira. Neste estudo foi observado que durante o processo de soldagem os elementos, Mn e Ni indicaram uma migração do fluxo de soldagem para a poça fundida, enquanto que o Si migrou da poça fundida para o fluxo. Já o carbono foi perdido para a atmosfera. Os outros elementos constituintes do fluxo apresentaram reações entre si, sem envolver o metal fundido. A partir da avaliação das microestruturas e das propriedades mecânicas verificou-se a presença das fases já esperadas para o tipo de aço em estudo, no entanto, há um indicativo de aumento de precipitados na zona fundida, que pode estar relacionado à migração dos elementos químicos do fluxo para a poça fundida. Ainda, se observou que o procedimento de soldagem adotado para este trabalho alcançou todos os requisitos necessários de comportamento mecânico para poder ser aplicado em serviço, na indústria de construção de plataformas, conforme normas utilizadas na área.

ABSTRACT Over the past decades, chitosan has been extensively investigated and used as a biomaterial due to a set of properties, such as biocompatibility, biodegradability and bioactivity. In the present work to produce the chitosan fibers was used the wet spinning technique and Two parameters, solvent and polymers concentration, were chosen as variables. For polymer concentration two concentrations were applied: 2%, 2.5%; and for solvents, three different acids were used: acetic, malic and lactic. Characterizations were carried out, using FTIR, Swelling Degree measurements, SEM and mechanical tests in terms of Traction. From the dimensional analysis of the fiber, different diameters where detected possibly due to steric effects cause by the presence of the acid. Other properties were also affected, revealing that as denser fibers are tend they have higher mechanical properties, and lesser tendency to swell. The fibers showed good potential for application as sutures.

RESUMO O isolamento de nanocristais de celulose (CNCs) de fibras vegetais é uma alternativa promissora para sua aplicação como reforço em matrizes poliméricas. A caracterização dos CNCs é fundamental para a confiabilidade da técnica, além de determinar as aplicações possíveis a partir de cada tipo de fibra. A partir da técnica de microscopia de força atômica, um estudo da morfologia e distribuição dos CNCs de semente de manga, vagem de algaroba, pseudocaule da bananeira e fibra do mesocarpo de dendê foi realizado neste trabalho. Os CNCs foram obtidos via reação hidrolítica com ácido sulfúrico em concentrações que variaram de acordo com a fonte da fibra. Os resultados obtidos revelaram dimensões variando de 300 a 500 nm em comprimento e 4 a 16 nm em diâmetro. A apresentação morfológica em forma de agulha demonstrou que o isolamento das fibras de celulose em CNCs foi efetiva. A razão de aspecto associada à formação cilíndrica em agulha dos CNCs isolados evidenciou o alto potencial das fontes de dendê e de vagem de algaroba para o reforço de bionanocompósitos.

RESUMO No presente trabalho, adotou-se a análise estatística de Weibull para avaliação da resistência mecânica à flexão, e sua repetibilidade, de mármores sintéticos, tanto puros quanto reforçados com fibra vidro-E. O objetivo foi observar o comportamento do módulo de Weibull e da resistência mecânica, à medida que se introduz fibra de vidro picotada na composição do mármore sintético. Para isso foram avaliados quatro diferentes teores, em massa, de fibra de vidro, para estabelecer uma curva padrão do comportamento mecânico, à medida em que se alterou a fração de fibra do compósito. A metodologia de Weibull viabiliza esta análise, uma vez que, além dos corpos de prova possuírem grande semelhança dimensional de espessura com os produtos fabricados em mármore sintético, ela quantifica a ocorrência de imperfeições devido ao processo de fabricação. Os resultados demonstraram que a inserção de fibra de vidro, em uma massa de 3 Kg de mármore sintético, em proporções de 12,5 a 100 gramas provocou, dependendo da quantidade de fibra inserida, uma variação na resistência intrínseca, que inicialmente diminuiu (0 a 25 g) e depois aumentou até o valor máximo com 100 gramas. Outro resultado importante foi o tempo de desmoldagem, que influenciou fortemente a dispersão dos resultados, que quando diminuído de 24h para 2h, provocou uma diminuição do módulo de Weibull (i.e. aumento na variação da tensão de ruptura), de até 60%.