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Acesso aberto (Open Access)
Análise da propriedade mecânica de tração e resistência à chama de compósitos poliméricos com fibras de Envira Cheirosa (Annona paludosa Aubl.)
(2024-12-13) MONTEIRO, Manoel Vinícius França; SOUSA, Ana Paula Souza de; http://lattes.cnpq.br/9161169241736758; https://orcid.org/0009-0006-9908-0099; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
A crescente demanda da indústria por materiais sustentáveis e de alto desempenho tem se intensificado frente à crescente preocupação com os impactos ambientais. Dessa forma, o uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos surge como uma alternativa promissora. Nesse contexto, este trabalho abordou o uso das fibras naturais de envira cheirosa (Annona paludosa Aubl.) como reforço em compósitos poliméricos de matriz poliéster, visando desenvolver materiais sustentáveis. O objetivo foi caracterizar a fibra de envira cheirosa, com caracterizações de morfologia da fibra, por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Massa Específica Aparente da fibra (MEA), pelo método do picnômetro, ensaio de flamabilidade e ensaio mecânico de tração, utilizando normas ASTM como D 635 e D 638, respectivamente; e avaliar o desempenho dos compósitos em propriedades físicas, resistência à tração e flamabilidade. A fabricação foi realizada pelo método Hand Lay-Up, nas frações mássicas de 1%, 3% e 5%, com fibras curtas no tamanho de 15 mm, e longas no tamanho de 160 mm. Na análise da morfologia, as fibras apresentaram uma superfície levemente rugosa. A massa específica da fibra apresentou valor de 1,154 g/cm³, estando de acordo com valores encontrados nas literaturas para fibras vegetais. Nos ensaios físicos, os compósitos mostraram maior porosidade e absorção de água a medida em que se aumentava a fração mássica de fibras. Quanto à flamabilidade, os compósitos com 5% de fibras longas apresentaram melhor resistência à chama. No ensaio de tração, a tensão máxima foi registrada nos compósitos com 5% de fibras longas, com aumento de 40% em relação a matriz plena, destacando a eficiência da orientação e interação matriz/reforço, ao mesmo tempo que a análise estatística por ANOVA validou a significância dos resultados obtidos nos ensaios físicos, de flamabilidade e de tração. A análise fractográfica evidenciou a adesão fibra/matriz e padrões de fratura coesiva e interfacial, confirmando o desempenho mecânico superior das amostras com maior fração de reforço. Dessa forma, concluiu-se que a envira cheirosa é uma alternativa promissora para compósitos poliméricos, combinando eficiência estrutural, sustentabilidade e viabilidade econômica.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da resistência à chamas de compósitos poliéster isoftálico insaturado com resíduo de lama vermelha e fibra de bambu
(2022-04-14) LIMA, Haianny Beatriz Saraiva; MENDES, Bruno Henrique Alves; http://lattes.cnpq.br/5787125242125490; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Foram fabricados materiais compósitos de matriz polimérica com inserção de fibras naturais de bambu e resíduo industrial de lama vermelha proveniente da indústria de beneficiamento da bauxita, levando em consideração a sustentabilidade, a grande disponibilidade de fibras vegetais na Amazônia e a problemática dos resíduos industriais que podem, através da má disposição, gerar grandes impactos ambientais. A produção seguiu o método de fabricação manual hand lay-up em molde de silicone com pressão, com percentual mássico de 5 % para as fibras naturais no tamanho de 30 mm, e de 20 % e 40 % para o resíduo industrial que passou pelo processo de beneficiamento obtendo granulometria de 325 Mesh da série Tyler. A matriz utilizada foi a resina poliéster isofitálica insaturada, com acelerador de cobalto na proporção de 1,5 % v/v e catalisador butanox M-50 na proporção de 1 % v/v. A análise micrográfica da fibra e do resíduo foi realizada através do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) com Sistema de Energia Dispersiva (EDS). Após etapa de confecção dos corpos de prova realizou-se os ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente segundo as normas ASTM D 570, ASTM D 2734 e ASTM D 792. A taxa de propagação de chama foi determinada através do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635) e por fim realizou-se o ensaio mecânico de resistência à flexão (ASTM D 790) com análise de superfície de fratura através do MEV. A análise microestrutural evidenciou particularidades dos reforços, sendo possível observar poros e rugosidades presente nas fibras, assim como a morfologia do resíduo e diferentes tamanhos de partículas. A Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) apresentou alguns elementos presentes no resíduo. Nos ensaios físicos observou-se um aumento na absorção de água e porosidade aparente conforme foram inseridos os reforços (fibra e resíduo). Nos ensaios de flamabilidade notou-se excelentes resultados no retardo à chama para os compósitos com a inserção do resíduo na matriz com destaque para a fração mássica de 40 % de lama vermelha que extinguiu a chama. Nos ensaios de flexão os compósitos obtiveram resultados superiores ao da matriz plena. Através da análise fractográfica notou-se a presença de trincas, poros, bolhas, além de mecanismo de deslocamento e arrancamento de fibras. Os materiais fabricados se candidatam em algumas aplicações, tais como divisórias de parede, painéis e materiais que não exijam elevado esforço mecânico com isso atribuindo utilidade a um resíduo que a princípio seria descartado degradando o meio ambiente.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades físico-mecânicas de compósitos poliméricos com resíduos de mármore e granito
(2020-12-22) MELO, Gabrilly Monteiro; BARBOSA, Karla Suellen Lino; http://lattes.cnpq.br/0362422563990739; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
O território brasileiro compõe uma vasta rede de indústrias de produção de rochas ornamentais a considerar os apelos econômicos da extração mineral, onde eventualmente, o empenho da engenharia não é o mesmo em relação ao descarte de resíduos, o que proporciona considerável impacto ao meio ambiente. Dentro de um contexto de desenvolvimento sustentável, este trabalho busca o reaproveitamento dos resíduos de mármore e granito como inserção de carga em materiais compósitos de matriz polimérica para avaliação da influência da granulometria nas propriedades físico-mecânicas. Para a confecção, utilizou-se do método de fabricação por laminação manual hand lay-up associado à prensagem em molde fechado. As proporções mássicas de resíduo de mármore e granito incorporado aos compósitos foram de 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 % e 25 %. O resíduo de mármore e granito foi fornecido pela empresa Brilasa Britagem e Laminação de Rochas S/A sendo este peneirado nas granulometrias de 100, 200, 325 e 400 meshs na série de Tyler. Como matriz polimérica utilizou-se da resina poliéster insaturada isoftálica, juntamente com materiais catalíticos como acelerador de cobalto (1,5 % v/v) e catalisador mek-p (1 % v/v). Foi realizada a caracterização morfológica por MEV e análise mineralógica por DRX no resíduo. Foram confeccionados corpos de prova para os ensaios dos compósitos como a caracterização física, que inclui a determinação da massa específica aparente (ASTM D 792), porosidade aparente (ASTM D 2734) e absorção de água (ASTM D 570). Houve também a realização do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635), além do ensaio de tração (ASTM D 3039). O resíduo apresentou morfologia irregular e foi identificado os principais minerais como Quartzo, Albita e Mica. A caracterização física apontou nos compósitos que houve variação no comportamento das propriedades de acordo com a adição do resíduo de mármore e granito. Os resultados apuraram no ensaio de flamabilidade que os compósitos se mostraram dentro da determinação da ASTM D 635 se classificando como HB e dentro da norma do CONTRAN/2014, dando destaque para a proporção mássica de 10 % RMG na granulometria de 325 mesh, que apresentou extinção total da chama, em comparação as demais composições. Houve variação no comportamento da resistência mecânica conforme a adição de carga residual, porém todos os compósitos apresentaram boa resistência à tração, com ênfase para a proporção de 5 % RMG na granulometria de 100 mesh com uma resistência de 38,60 (MPa), um aumento de 133,94 % em relação da matriz plena. Com isto infere-se que os compósitos de RMG são aptos para produção de produtos como revestimento interno em automotores e construção civil.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades mecânicas de telhas geopoliméricas reforçadas com fibras de poliéster
(2025-06-13) SANTOS, Diego José da Silva; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
A adoção de tecnologias alternativas nas pesquisas relacionadas à construção civil tem ganhado destaque, priorizando a utilização de materiais e compostos renováveis. Essa abordagem é fundamental para promover a sustentabilidade e mitigar os impactos ambientais, especialmente em um cenário onde a poluição atinge níveis alarmantes. O uso de matérias primas renováveis oferece a vantagem de serem reabastecidas, garantindo sua disponibilidade quando necessário. Para enfrentar os desafios ambientais, este estudo aprese nta uma solução inovadora: a síntese de uma mistura cimentícia geopolimérica baseada em materiais álcali ativados (MAA), que não apenas demonstra desempenho mecânico promissor, mas também contribui para a conservação de recursos naturais. O presente trabal ho propõe a criação de telhas geopoliméricas com percentuais de fibra de poliéster, utilizando um processo de formulação que inclui metacaulim, escória de alto forno, solução alcalina de hidróxido de sódio, silicato e fibra de poliéster. A metodologia da pesquisa foram a criação de quinze telhas em escala reduzida, utilizando um molde de polipropileno de fibrocimento na proporção 1:10, com dimensões de 11 cm x 24 cm x 6 cm de espessura. foram fabricadas com percentuais de 0%, 0,5%,1%,2% e 3 % em massa de fibra de poliéster no cimento sustentável, permitindo avaliar a influência dessa incorporação. Os ensaios realizados foram , resistência à tração e flexão e a caracterização por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios X (DRX) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier ( Nos resultados, pode se perceber que o aumento das concentrações de fibra influencia na integridade do corpo de prova. A partir da pasta com 3 % de fibra a concentração do at ivador alcalino não é suficiente o que acarreta no aparecimento de muitas partículas não reagidas e um decaimento de resistência mecânica Pode se concluir que as matérias primas utilizadas estão adequadas para o uso em geopolímeros, com o aumento de fibra de poliéster até 2% a resistência mecânica se mostra adequada ao uso e o material utilizado tem grande potencial na indústria cimentícia.
Acesso aberto (Open Access)
Compósitos de matriz polimérica com Resíduos da Construção e Demolição (RCD) e fibras de sisal
(2022-05-30) ALENCAR, Krishana Carvalho de; BARBOSA, Karla Suellen Lino; http://lattes.cnpq.br/0362422563990739; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
Com os impactos gerados por resíduos industriais no meio ambiente e pela necessidade de fontes naturais e renováveis, pesquisas têm sido realizadas para a produção de novos materiais com o uso de resíduos e fibras vegetais, como os materiais compósitos. Neste trabalho, foram produzidos materiais compósitos poliméricos com Resíduo da Construção e Demolição (RCD), com granulometria de 100 mesh, e adição de fibras de sisal, no comprimento de 15 mm. Foram confeccionados compósitos híbridos, pelo método manual (hand lay-up) associado à compressão, com frações mássicas de resíduo variando de 5 % a 25 % e com frações de 3 % de fibras de sisal. A matriz utilizada foi a resina poliéster isoftálica junto com materiais catalíticos. Foi realizada caracterização mineralógica no resíduo e caracterização morfológica no resíduo e na fibra. Realizou-se ensaios físicos, mecânico de tração e de flamabilidade horizontal nos compósitos produzidos. A análise mineralógica do resíduo apresentou os principais picos de Quartzo e Calcita. A análise morfológica do resíduo identificou diferentes formatos de partículas, e a da fibra indicou a presença de superfície rugosa. Observou-se que as propriedades físicas aumentaram conforme elevou-se as proporções. A análise de resistência à tração indicou resultados superiores à matriz plena para os compósitos produzidos, sendo a composição com 20 % de RCD e 3 % de Fibras de Sisal a que obteve o melhor desempenho de tração (16,92 MPa). Em relação a flamabilidade, houve uma redução da taxa de queima à medida que foi inserido resíduo e fibras na matriz polimérica, onde a composição com 25 % de RCD e 3 % de Fibras de Sisal obteve o melhor resultado em relação à matriz plena (51,44 %) e com redução de 87,04 % e 82,72 % para as normas CONTRAN nº 498 e ASTM D 635, respectivamente. Com base no estudo, o reaproveitamento do resíduo de construção e demolição e a utilização fibras de sisal é uma alternativa viável para a produção de novos materiais que substituam os convencionais, para a aplicação em forros, painéis, paredes divisórias, pois apresentam boas propriedades e são sustentáveis.
Acesso aberto (Open Access)
Compósitos poliméricos com fibras de açaí (Euterpe oleracea Mart.): caracterizações físicas, de resistência à chama e mecânicas
(2025-02-25) FERNANDES, Jennifer Ferreira; LIMA, Haianny Beatriz Saraiva; Haianny Beatriz Saraiva Lima; https://orcid.org/0009-0008-6771-7520; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
O açaí é o principal produto florestal não madeireiro consumido no Brasil, além de ter um alto valor nutricional o fruto é utilizado para fabricação de cosméticos. Porém, há preocupação com o descarte irregular dos caroços em rios e ruas. Dessa forma, o trabalho objetivou caracterizar as fibras do caroço do açaí e incorporá-las em matriz polimérica para posterior realização de ensaios físicos, resistência à chama, mecânicos e análise fractográfica dos compósitos. Os caroços foram lavados para remoção de impurezas e as fibras foram extraídas manualmente para determinação da massa específica pelo método do picnômetro, a caracterização morfológica por meio do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e posterior aplicação na fabricação dos compósitos. A fabricação, iniciou-se com uma matriz de resina poliéster ortoftálica, iniciador de cura butanox 1% (v/v) e a fibra de açaí em frações mássicas de 1%, 2% e 3%, a partir do método de fabricação hand lay up em molde de silicone com aplicação de compressão de 47,5 N. Os compósitos produzidos foram submetidos aos ensaios físicos de Absorção de Água (AA), Porosidade Aparente (PA) e Massa Específica Aparente (MEA) que seguiram as normas ASTM D570, ASTM D2734 e ASTM D792, respectivamente. O ensaio de flamabilidade, seguiu os parâmetros da norma ASTM D635. Os ensaios mecânicos foram realizados em conformidade com as normas, sendo a de tração ASTM D638 e flexão ASTM D790. A massa específica foi de 1,109 g/cm³ e obteve resultado semelhante com os estudos pesquisados. Diante a fibra analisada, notou-se uma morfologia irregular, rugosa, com possíveis ceras e contendo canais de pontuação. Nos ensaios físicos dos compósitos houve um aumento da AA e PA após inserção das fibras quando comparado com a matriz plena e a MEA que está de acordo com a regra da mistura. No ensaio de flamabilidade os compósitos obtiveram resultados inferiores ao limite estabelecido pelas normas ASTM D635 e CONTRAN 498, assim os compósitos apresentaram bons resultados. No ensaio mecânico de tração e flexão, as fibras atuaram como carga de enchimento na matriz, porém, quando comparadas com outras literaturas, obtiveram resultados superiores. Na análise fractográfica, observou-se que quanto maior a fração de fibra no compósito, maior a quantidade de defeitos. Desse modo, o desempenho da fibra de açaí possibilita realizar aplicações e aumentar o desenvolvimento econômico e sustentável diante das caracterizações e ensaios abordados.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento e caracterização de filmes biodegradáveis de amido de ariá (goeppertia allouia): influência do teor de glicerol nas propriedades mecânicas de tração, morfológicas e suscetibilidade a água
(2026-02-26) NUNES, Natan Gabriel da Silva; PAULA, Marcos Vinicius da Silva; https://lattes.cnpq.br/7538211324097974
Com o crescimento industrial e populacional, o uso de polímeros derivados de fontes fósseis tem se tornado cada vez mais constante, intensificando as consequências do descarte inadequado desses materiais no meio ambiente. Sendo assim, pesquisadores buscam fontes alternativas, como polímeros biodegradáveis, para amenizar os danos causados por polímeros sintéticos. Diante disso, emerge o amido de ariá (Goeppertia allouia), uma Planta Alimentícia Não Convencional (PANC) da região amazônica. Portanto, este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar filmes biodegradáveis de amido de ariá. Os filmes foram fabricados pelo método de casting, utilizando 2 g de amido, água destilada e glicerol como plastificante nas concentrações de 25, 30, 35, 40 e 45% (em relação à massa do amido). As amostras foram caracterizadas quanto às propriedades físico-químicas, de barreira, biodegradabilidade, morfologia (MEV), grupos funcionais (FTIR), cristalinidade (DRX) e propriedades mecânicas. Os filmes apresentaram superfícies lisas, homogêneas e sem a presença de rachaduras. Verificou-se que o aumento do teor de glicerol elevou a solubilidade de 27,6% para 38,06% e a umidade de 17,8% para 28,33%. Enquanto, o grau de intumescimento variou conforme o tempo de imersão e a concentração de plastificante. As análises de FTIR e DRX indicaram que não houve alteração química significativa na matriz, confirmando a cristalinidade tipo C para o amido. Nos ensaios mecânicos, notou-se que o aumento da concentração de glicerol (de 25% para 45%) promoveu a redução da resistência à tração de 3,81 MPa para 0,91 MPa , bem como a diminuição do alongamento na ruptura, que variou de 68,51% para 27,16%. Por fim, os filmes degradaram-se totalmente em 16 dias em solo. Conclui-se que o amido de ariá apresentou características viáveis para o desenvolvimento de filmes poliméricos biodegradáveis.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do resíduo industrial de alumínio nas propriedades de compósitos poliméricos
(2021-06-06) OLIVEIRA, Gabriel da Cruz; MENDES, Bruno Henrique Alves; http://lattes.cnpq.br/5787125242125490; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
Os compósitos englobam uma classe de materiais com propriedades importantes para diversos setores de aplicação, mas o que chama atenção no compósito é o seu potencial para combinar variados tipos de materiais, e esse fator ganha maior valor quando se direciona ao reaproveitamento de materiais que são descartados pelas indústrias e que interferem diretamente no desenvolvimento sustentável. Este trabalho consiste na produção de materiais compósitos a partir da incorporação de resíduo industrial de alumínio em matriz polimérica, os quais foram testados conforme suas propriedades físicas, mecânicas e de resistência à queima. Dessa forma, realizou-se ensaios de caracterização morfológica, química e mineralógica do resíduo. A matriz utilizada foi à resina poliéster isoftálica insaturada com a adição do acelerador de cobalto (1,5 % v/v) e catalisador butanox M-50 (1 % v/v). O resíduo de alumínio foi obtido junto à empresa Colorjato do estado de São Paulo e, para a metodologia deste trabalho, foi classificado em peneira de 100 mesh da série Tyler. Foi utilizado o método manual Hand lay-up associado à compressão para fabricações dos compósitos, com frações volumétricas de resíduo de 0 %, 10 %, 20 % e 30 %. Os resultados mostraram que o particulado de alumínio tem tamanhos variados conforme a análise microestrutural das partículas, apresentando certas impurezas como Silício e Cromo em seus grãos. As propriedades físicas mostraram que a inserção de resíduo condicionou um aumento gradativo na massa específica aparente, o que teve influência direta na absorção de água e porosidade aparente. No ensaio de resistência mecânica do compósito, as composições de 10 % apresentaram melhor desempenho mecânico de tração e flexão, com resistência mecânica de até 27,11 e 133,19 MPa, respectivamente. A análise das fraturas dos compósitos mostrou que frações volumétricas menores que 30 % apresentam melhor distribuição do particulado, com boa homogeneização e dispersão das fases presentes. O teste de flamabilidade horizontal permitiu avaliar que a resistência a chamas do compósito é proporcional a adição de resíduo dentro da matriz, o que indica que o resíduo de alumínio de modo geral apresenta resistência devido sua estrutura e/ou seus constituintes. Os resultados expressaram que o limite da composição de 30 % mostrou uma menor taxa de queima de 11,17 mm/min, com redução de até 49,42 % em comparativo com o poliéster. Dessa forma, o estudo descreve um potencial em relação a combinação das fases presentes para possíveis aplicações, embora seja necessário um estudo mais especifico.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da resistência a flexão de compósitos poliméricos compostos por fibras curtas de bambu e resíduo de cobre
(2022-12-16) WANZELER, Vitória Beatriz da Silva; SANTOS, Alessandro José Gomes dos; http://lattes.cnpq.br/4473253556335182
A Indústria opta por caminhos sustentáveis e de baixo custo. Sendo assim, neste presente trabalho foram desenvolvidos compósitos com incorporação de fibras de bambu de 30mm não tratadas(FB30mmNT) e tratadas com NaOH a 5% (FB30mmTR) e Resíduo de Cobre(RCU) variando em 10%, 20% e 30%. As FB foram tratadas por 2h, o RCU com granulometria de 100mesh. Os ensaios de flexão obedeceram a norma ASTM D790. A resistência à flexão atingiu o valor de 95,98MPa para FB30mmNT/RCU e 121,64MPa para FB30mmTR/RCU.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do concreto geopolimérico a partir de metacaulim da região norte com adição de escória de alto forno
(2019-05-24) PORTO, Ana Beatriz Rodrigues; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
Os Geopolímeros são polímeros inorgânicos de uma nova classe de materiais que apresentam características particulares, sendo sintetizados a partir de reações de geopolimerização de vários constituintes, como matérias-primas naturais de origem geológica contendo aluminossilicatos, que conferem a este material boas propriedades mecânicas. A necessidade de redução de consumo de energia e de emissão de CO2 é uma exigência constante na indústria de cimento Portland, gerando esforços na melhoria da eficiência dos processos de fabricação, assim como o aproveitamento de resíduos e subprodutos de outras indústrias. O cimento geopolimérico possui características especiais, pois é desenvolvido com tecnologia inovadora empregando principalmente argilominerais, de forma distinta em relação a indústria cimenteira tradicional que tem como principal fonte de matéria-prima a rocha calcárea objetivando gerar o clínquer Portland. Os Concretos de Cimento Geopolimérico (CCG) são concretos desenvolvidos a partir do aglomerante Geopolimérico. Esses concretos apresentam propriedades físicas e mecânicas bem similares àquelas apresentadas pelos Concretos de Alto Desempenho (CAD). Neste trabalho, por meio de uma dosagem adaptada dos componentes que constituem o geopolímero, foi desenvolvido o concreto de cimento geopolimérico (CCG), que teve suas particularidades comparadas com o concreto de cimento Portland (CCP), através da fixação do parâmetro de dosagem, como a relação água/aglomerante. Para a obtenção do metacaulim, houve a necessidade de calcinar o caulim em uma temperatura de 850ºC por 2 horas e o resíduo utilizado foi Escória de Alto Forno como principal fonte de Cálcio. Estas matérias-primas foram caracterizadas por EDs e DR-X para o conhecimento das composições químicas dos precursores geopoliméricos. Foram realizados estudos preliminares de pasta e argamassas geopoliméricas com 7 dias de cura. Os melhores percentuais encontrados foram 45% de Escória de Alto Forno para a pasta e 69% de areia em Argamassa. Estes resultados então foram aplicados para o estudo do Concreto de Cimento Geopolimérico, posteriormente submetidos a ensaios de compressão na idade de 7 dias. Os resultados mostraram que o CCG atingiu resistência à compressão média de 42 Mpa, se enquadrando na normativa de Concreto de Alta resistência inicial e mostrando resultados similares ao do Concreto de Cimento Portland. As superfícies de fratura foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a partir dos fragmentos retirados dos corpos-de-prova rompidos no ensaio mecânico. As análises apresentaram a melhor aderência matriz/agregado no CCG em comparação ao CCP.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do desempenho térmico e mecânico da argamassa geopolímérica a partir do metacaulim com adição de escória de alto forno
(2019-06-24) SILVA, Alan Rodrigo Palheta; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
O Termo Geopolimero foi introduzido a partir de Davidovits, e indica materiais com propriedades cimenticias e matérias primas de origens geológicas ou minerais, para que ocorra a reação é necessário um meio alcalino, onde alumínio e silício reagirão e formarão polímeros (de onde surge o nome Geopolimero), e o cálcio entra no interstício da estrutura. Os Geopolímeros são conhecidos por propriedades bem interessantes, tais como rápida cura, resistência igual ou superior ao Portland, além de redução de danos ambientais quando comparado ao tradicional Cimento Portland. Neste trabalho objetivou-se produzir a Argamassa Geopolimérica – AGP, e encontrar as melhores formulações e propriedades utilizando como matéria prima o caulim da Região Norte e o Resíduo Escória de Alto - EAF, o Estudo contém pesquisa em relação a granulometria de EAF e uma análise preliminar de Pasta De Cimento Geopolimérico. Uma comparação foi realizada em relação a Argamassa Refratária Comum – ARC. Os resultados obtidos foram satisfatórios, com a AGP apresentando uma resistência a comprensão melhor que a ARC após a exposição térmica na temperatura de 400ºC.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do processo de calcinação do caulim para produção de geopolímeros
(2024-09-26) BOTELHO, Jhonata Albuquerque; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
O cimento Portland é um dos materiais mais utilizados no mundo, e é responsável por volta de 7,5% das emissões anuais de gases agravadores do efeito estufa. Engenheiros e cientistas visando diminuir danos maiores ao meio ambiente pesquisam e projetam cimentos alternativos de alto desempenho utilizando tecnologia verde, para substituir o cimento Portland. Dentre a classe de cimentos alternativos encontra-se os geopolímeros, polímeros inorgânicos desenvolvidos pelo cientista francês Joseph Davidovits. Os geopolímeros são produzidos por meio de uma fonte de aluminossilicatos amorfos junto a uma solução alcalina, que por meio da geopolimerização forma um material de alta durabilidade, refratariedade e resistência mecânica, devido as ligações Si-O-Al. O metacaulim é um dos principais materiais precursores fonte de aluminossilicatos para a produção de geopolímeros devido sua composição química e reatividade. No presente estudo foi investigado o desempenho mecânico de geopolímeros a base de metacaulim da região amazônica com adição parcial de escória de alto forno, baseado em três temperaturas de calcinação, 700°C, 800°C e 900°C, por 2h cada. Inicialmente foi realizado a calcinação para a obtenção do metacaulim nas três temperaturas, em seguida foram determinadas as propriedades físicas de perda ao fogo e teor de umidade, e mineralógicas, através de Difratometria de Raios-X. Em seguida, foram produzidos corpos-de-prova de pasta geopolimérica de cada metacaulim obtido, com 10% de adição parcial de escória de alto forno e uma solução alcalina de 10 molar, para determinação de resistência a compressão. Em seguida os cimentos geopoliméricos fraturados foram analisados por meio de microscopia óptica. O metacaulim obtido nas três temperaturas apresentaram propriedades físicas consistentes com a literatura apresentou propriedades físicas, a análise de Difratometria de Raios-X apresentaram um halo amorfo com um pico acentuado de sílica, o que resultou em uma resistência a compressão de 44, 45, 38 MPa, das variações de temperatura de obtenção do metacaulim 700, 800, e 900°C, respectivamente. Quanto a análise morfológica, as pastas produzidas com metacaulim obtido a 700° e 800° apresentaram uma superfície densa e homogênea, quando comparados a pasta geopolimérica produzida com o metacaulim obtido a 900°C, devido à baixa atividade pozolânica comparado as demais variações térmicas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo fractográfico de compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras de Açaí e Curauá
(2021-10-07) COELHO, Dayse Natália Matos; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/ 0000-0002-3926-0403; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/ 0000-0001-9186-2287
A necessidade de preservar o meio ambiente e de encontrar destinações dos resíduos dispostos ao ar livre, vem contribuindo para um maior interesse na utilização de materiais derivados de recursos renováveis e mais que isso, materiais sustentáveis associados a bons desempenhos mecânicos. Diante disso, nesse estudo foi utilizado as fibras do caroço do açaí, resíduo da agroindústria que gera um excesso de resíduos por ano e fibras de curauá, como recurso renovável em aplicação em compósitos poliméricos. O objetivo desse estudo foi desenvolver materiais compósitos através do método manual de fabricação, com matriz Poliéster Ortoftálica empregando reforço de fibras lignocelulósicas de açaí e curauá com comprimentos médios de 16 mm para fazer análises morfológicas das superfícies de fraturas. Os valores de fração mássica inserida foram de 50% de fibras de açaí, 50% de fibras de curauá e 50% híbrido, para 50% de resina e 1% de catalisador. Para isso, inicialmente foi feito a caracterização física de dimensionamento e densidade das fibras. Para a análise morfológica foram realizados rompimentos de 3 corpos de prova em direção uniaxial em uma prensa hidráulica de 15 toneladas da marca BOVENAU e levados para estudar a superfície de fratura através de análises macroscópicas e microscópicas dos corpos de prova, por meio de Microscopia Óptica – MO e Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV. Os compósitos apresentaram uma boa adesão interfacial fibra/matriz, observadas pelo rompimento das fibras e presença de poucas bolhas, assim demonstrando potencial para um comportamento mecânico satisfatório, sendo aptos para realização de ensaios mecânicos e aplicações futuras.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da cura térmica na resistência compressiva de geopolímeros para a aplicação como agregados sintéticos
(2025-06-13) FRANÇA, Giovana Zagalo de; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
Os geopolímeros apresentam um grande potencial de uso na indústria da construção civil. Trata-se de uma matriz geopolimérica composta por aluminosilicatos ativados por uma solução alcalina, que podem ser fabricados com qualquer material ou resíduo que apresente uma quantidade adequada de silício (Si) e alumínio (Al) amorfos. Com excelentes propriedades mecânicas, térmicas e de durabilidade, os geopolímeros são uma alternativa ecológica e eficiente, alinhada à sustentabilidade na construção civil. Dessa forma, no presente trabalho, buscou-se desenvolver a produção de pastas geopoliméricas curadas termicamente em temperaturas de 40°C, 60°C e 80°C por 1, 2, 3 e 4 horas com idades de cura de 3 e 7 dias, para determinar o melhor resultado de resistência à compressão. As matérias-primas utilizadas foram: escória de alto forno como fonte de cálcio, metacaulim fonte de silício (Si) e alumínio (Al), e hidróxido de sódio e silicato alcalino como solução ativadora. Foram realizadas caracterizações de Difração de Raio-X (DRX), Fluorescência de Raio-X (FRX) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e teste físico de Perda ao Fogo nas matérias-primas utilizadas. Por fim, foi realizado a análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) das amostras rompidas após o ensaio de resistência à compressão. Os resultados mostram que a pasta geopolimérica curada sob temperatura de 40°C por 3 horas com idade de cura de 7 dias, obteve maior resistência à compressão, atingindo 45,5 MPa, sugerindo que nestas condições, a formação de géis N-A-S-H se intensifica e forma uma estrutura tridimensional mais coesa, além da possível formação complementar de gel C-A-S-H, advindo da fonte de cálcio presente na composição química da escória de alto forno. A análise morfológica por MEV, mostrou uma matriz compacta e densa para pastas com 7 dias de cura. Portanto, conclui-se que as matérias-primas utilizadas estão adequadas para a produção de geopolímero, e que as condições ideais de cura foram encontras a 40°C com 3 horas e idade de cura de 7 dias. Tais resultados demonstram a eficácia dessa condição no desempenho mecânico dos geopolímeros. Assim, recomenda-se essa configuração como a mais eficiente para aplicação como agregados sintéticos.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da variação de octoato de cobalto nas propriedades térmicas e mecânicas na resina de poliéster isoftálico
(2025-04-02) SENA, Siandro Sales; LIMA, Vitor Hugo Auzier; http://lattes.cnpq.br/5302791085587462; https://orcid.org/0000-0001-5621-7936; CUNHA, Edinaldo José de Sousa; http://lattes.cnpq.br/8714515962963079; https://orcid.org/0000-0001-8047-6786
A busca por materiais poliméricos de melhor desempenho e custo-benefício tem levado ao estudo da modificação de resinas poliésteres, amplamente usadas nas indústrias automotiva, naval e de construção civil. Entre os fatores que influenciam suas propriedades finais, o processo de cura desempenha um papel crucial, sendo regulado por catalisadores e aceleradores. Este estudo investiga a influência da variação da concentração de octoato de cobalto na produção de resina de poliéster isoftálico, focando no comportamento térmico e nas propriedades mecânicas. A concentração de octoato deve ser ajustada com cuidado, pois pode impactar a resistência, a contração volumétrica e a eficiência produtiva do material.Para isso, foram realizados experimentos que envolveram a produção de resinas de poliéster isoftálico com diferentes concentrações de octoato de cobalto (0,5%, 1,0% e 1,5%), bem como foram monitorados o tempo e a temperatura de cura, além da resistência mecânica dos materiais resultantes. E ainda, foram empreendidas análises estatísticas para avaliar a relação entre essas variáveis. Com base nas análises realizadas, observou-se que aumentar a quantidade de acelerador não se mostrou efetivo em acelerar o processo de cura de forma linear; foi, também, observado que uma temperatura mais elevada durante o processo de cura pode resultar em uma resistência mecânica superior deste material. Assim como foi revelado que concentrações mais elevadas de octoato resultaram em corpos de prova mais finos devido à contração volumétrica durante o processo de cura. E, ainda, percebeu-se que uma maior resistência mecânica foi alcançada com a menor concentração de octoato de cobalto (0,5%) em temperatura mais elevada, demonstrando que a otimização da concentração de octoato de cobalto pode resultar em materiais com melhor desempenho mecânico e menor custo de produção. Esta pesquisa destaca como a quantidade de octoato de cobalto afeta as propriedades térmicas e mecânicas das resinas de poliéster isoftálico, enfatizando a importância de equilibrar a concentração de acelerador, a temperatura de cura e as propriedades finais do material.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da variação granulométrica do rejeito de caulim nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos
(2024-04-18) TAVARES, Renan Vasconcelos; BRANDÃO, Luis Felipe Alencar; http://lattes.cnpq.br/1087177611634286; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
Através da reutilização, este estudo buscou explorar o potencial do rejeito do beneficiamento do caulim como material de carga em compósitos, visto a grande quantidade de resíduos disponíveis na região Amazônica, e assim desenvolvendo materiais combinados visando propriedades aprimoradas. Este trabalho consiste na fabricação de compósitos de matriz polimérica com rejeito de caulim advindo de uma indústria do município de Barcarena, peneirado em duas faixas granulométricas (100 e 400 mesh da série Tyler). A fabricação ocorreu pelo método hand lay-up em moldes de silicone, sem compressão. As frações de resíduo foram testadas e utilizadas em 10% e 20% em massa. A matriz utilizada foi a Poliéster Insaturada Ortoftálica Cristal, juntamente do acelerador de cobalto (1,5% v/v) e iniciador MEK-P (1% v/v), para o sistema de reticulação. A massa específica aparente do rejeito foi averiguada por meio do método do picnômetro. A caracterização do rejeito correspondeu a uma análise mineralógica, através da Difração de Raios X, e morfológica, por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os corpos de prova fabricados foram submetidos a ensaios físicos de Absorção de Água, Porosidade Aparente e Massa Específica Aparente, seguindo as normas ASTM D570, D2734 e D792, respectivamente. As propriedades mecânicas foram analisadas realizando-se o ensaio de tração (ASTM D638). Por fim, a taxa de propagação de chama foi determinada pelo ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D635). A análise mineralógica, por DRX, do rejeito apresentou picos de Caulinita e Quartzo, enquanto que a morfológica, por MEV, identificou os formatos pseudo-hexagonais das partículas, bem como a variação do tamanho entre as granulometrias estudadas. Nos ensaios físicos, os compósitos obtiveram um aumento das propriedades físicas conforme a inserção de particulado na matriz polimérica. A resistência à tração dos compósitos mostrou um declínio em relação a matriz polimérica, não sendo um reforço efetivo, apesar das séries de compósitos com particulados de 400 mesh apresentarem maior eficiência em comparação à série de 100 mesh. O ensaio de flamabilidade horizontal permitiu discutir a influência da carga inorgânica do caulim nos compósitos poliméricos, sendo um bom agente retardante de chamas, especialmente para as séries com proporção mássica de 20% de rejeito de caulim, se enquadrando nas normas ASTM D635 e CONTRAN 498. Com base no estudo realizado, a aplicação de rejeito de caulim advindo do beneficiamento é uma alternativa para a produção de compósitos, visando a melhora de propriedades especificas do material final, e possível aplicação, tais como divisórias de parede, painéis, e outros locais em que não se exija um esforço mecânico elevado.
Acesso aberto (Open Access)
Influência de resíduos sólidos de caulim e fibras de bambu (Bambusa vulgaris) nas propriedades mecânicas de flexão em compósitos poliméricos
(2024-01-03) TAVARES, Maicon Cícero Ferreira; FERREIRA, Franciele Gomes; http://lattes.cnpq.br/8388934044639784; https://orcid.org/0000-0001-9627-6682
Este estudo propõe a produção de compósitos poliméricos híbridos utilizando resíduos de caulim e fibras curtas de bambu (Bambusa vulgaris) tratadas alcalinamente, visando a sustentabilidade ambiental. Foram realizados ensaios de flexão conforme a norma ASTM D790-10, obtendo-se resistência máxima de 108,81 MPa para compósitos com 30% de caulim e 3% de fibras de bambu. A análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) identificou mecanismos de falha como vazios na matriz e "pull-out" das fibras. Concluiu-se que a técnica é viável para aplicações industriais, com potencial de reutilização de resíduos e melhoria das propriedades mecânicas.
Acesso aberto (Open Access)
Influência do tempo de armazenamento nas propriedades físico-químicas de nanoemulsões e nanofluídos contendo o óleo essencial do cravo-da-índia
(2022-12-14) SANTA ROSA, Diemison Lira; PAULA, Marcos Vinícius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974
Nos últimos anos a demanda por nanomateriais aumentou consideravelmente em decorrência do surgimento de novas problemáticas as quais os métodos tradicionais não conseguiram superar, principalmente àquelas relacionadas a degradação de alimentos e a proliferação de microrganismos resistentes, o que acaba por impactar de forma onerosa as instituições produtoras de bens de consumo, e por extensão, a sociedade. A constante busca por materiais eficientes que venham superar essas limitações, sem ocasionar danos à saúde e ao meio ambiente, tornou-se foco dos pesquisadores atuais. Neste cenário, as nanoemulsões (NEs) surgiram como uma promessa valiosa para superação dessas problemáticas. Deste modo, a proposição desse trabalho é investigar a influência do tempo de armazenamento nas propriedades físico-químicas de (NEs) obtidas pelo método da emulsificação espontânea, tendo como precursor o óleo essencial dos botões do cravo-da-índia, Syzygium aromaticum (OEC) a 5% (v/v), juntamente com o óleo de Canola (OCan) como inibidor do amadurecimento de Ostwald (MO), e como surfactante, o Tween®80 (T-80). Além disso, as NEs foram combinadas com Nanopartículas de Prata (Ag-NPs) para obtenção dos nanofluidos (NF), com o intuito de potencializar os efeitos antimicrobianos e antioxidantes do OEC. Para a caracterização das amostras preparadas, analises de Espectroscopia, Potencial hidrogeniônico (pH), Viscosidade (Ƞ) e Microscopia foram utilizadas. Deste modo, as leituras de Transmitância Itrans(%) e Absorbância (Abs) nas NEs comprovaram boa estabilidade, com índice reduzido de turbidez no armazenamento. Já as medições de pH e Ƞ revelaram oscilações marginais de acidez e viscosidade com avanço do tempo. Além disso, foi possível obter Ag-NPs de forma eficaz utilizando como redutor o citrato de sódio (C6H5Na3O7.2H2O). Consequentemente, as leituras de Abs para as Ag-NPs, revelaram picos característico de Banda Plasmônica (BPS) a 421 nm. Já os nanofluidos obtidos mostraram estabilidade a curto prazo, porém, picos (BPS) na região de 400-500 nm foram detectados. Conforme os resultados elucidados, essa tecnologia possui potencial para ser aperfeiçoada e incorporada em embalagens ativas de alimentos para estender a vida útil, ou ainda, pode vir a servir como soluções para sua incorporação em filmes alimentícios ou/e curativos.
Acesso aberto (Open Access)
Influência dos resíduos do beneficiamento de caulim e cobre nas propriedades físicas, mecânica de impacto e flamabilidade dos compósitos de matriz poliéster isoftálica
(2022-06-27) SOUSA, Ana Paula Souza de; SANTOS, Alessandro José Gomes dos; http://lattes.cnpq.br/4473253556335182; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/ 0000-0002-5421-5256
As atividades industriais no mundo geram diferentes tipos de resíduos com diferentes propriedades químicas e físicas, o que causa uma preocupação com a produção em massa desses materiais. Dessa forma, tem-se um grande interesse na reutilização de resíduos industriais em materiais compósitos devido ao bom desempenho que essa combinação apresenta. Nesse sentido, esse trabalho tem o objetivo de analisar a influência dos resíduos industriais de caulim e cobre sulfetado como carga em compósitos de matriz poliéster a partir da análise de caracterizações físicas, mecânica e de flamabilidade. Para a confecção dos materiais, utilizou-se o método de fabricação manual hand lay-up no qual foi empregada a resina poliéster insaturada isoftálica com a utilização de acelerador na proporção de 1,5 % v/v e iniciador na proporção de 1 % v/v. Para os ensaios físicos e de flamabilidade, o resíduo de cobre foi inserido na matriz nas frações mássicas de 10 %, 20 %, 30 %, 40 % e 50 % e o de caulim nas frações de 10 %, 20 %, 30 % e 40 %, já para o ensaio de impacto os resíduos foram inseridos nas frações de 10 % e 20 %, nos quais foi utilizada uma peneira de 100 mesh da série Tyler. Após a confecção dos materiais, realizou-se os ensaios físicos (ASTM D 1984-92), resistência ao impacto (ASTM D 6110-18), análise da superfície de fratura por meio de microscopia eletrônica de varredura e flamabilidade horizontal (ASTM D 635-18). Nos resultados obtidos para absorção de água e porosidade aparente, todos os compósitos apresentaram valores menores que os da matriz plena, destacando-se os materiais com 40 % de resíduo de caulim e 30 % de resíduo de cobre. Para os ensaios de impacto os resultados se mantiveram estáveis, pois todos os materiais apresentaram valores de resistência próximos da matriz plena (19,38 kJ/m2), destacando-se os compósitos com 20 % de resíduo de caulim (21,20 kJ/m2) e 10 % de resíduo de cobre (21,20 kJ/m2). Na análise das superfícies de fratura, notou-se a presença de mecanismos de falha como vazios, bolhas e glomerados e os materiais apresentaram boa dispersão dos resíduos na matriz. Já no ensaio de flamabilidade, todos os materiais tiveram resultados satisfatórios visto que apresentaram taxas de propagação menores que o exigido pela norma e pelo CONTRAN–14 (Conselho Nacional de Trânsito), destacando-se os compósitos com 10 % de caulim e cobre que apresentaram redução de 85,49 %.
Acesso aberto (Open Access)
Obtenção e caracterização de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras naturais de munguba (pseudobombax munguba)
(2025-12-09) NASCIMENTO, Joelly Vera; NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa; http://lattes.cnpq.br/3140674919333795; https://orcid.org/0000-0001-7154-5380; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
O crescimento do consumo de recursos naturais, como água e energia, associado ao aumento na geração de resíduos incluindo gases de efeito estufa, efluentes e compostos químicos tem intensificado as preocupações relacionadas à sustentabilidade. Diante disto, as fibras naturais da Amazônia que são provenientes de plantas e resíduos agrícolas, sobressaem por serem renováveis. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho das fibras e dos compósitos com fração volumétrica 10,20 e 30% de fibras de munguba (Pseudobombax munguba), que são oriundas da região amazônica, em uma matriz polimérica poliéster, com o intuito de investigar suas propriedades mecânicas e características físicas, químicas, morfológicas, por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e grupos funcionais por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e térmicas por meio de Termogravimetria (TGA). O FTIR revelou grupos funcionais típicos de celulose, hemicelulose e lignina, confirmando a composição lignocelulósica. A TGA indicou estabilidade térmica moderada até 200 °C, e o MEV mostrou que fibras mais finas apresentaram superfícies rugosas favoráveis à ancoragem mecânica, enquanto as mais grossas exibiram baixa rugosidade. O ensaio de tração das fibras revelou valores máximos de resistência de 115,96 MPa e módulo de Young de 1,57 GPa, demonstrando relação inversa entre diâmetro e resistência. Nos compósitos, a matriz pura apresentou maior resistência à tração, mais com a adição de 10% de fibra houve redução significativa; já em 20% e 30% ocorreram leve recuperação da resistência e aumento inicial do módulo de Young. Nos ensaios de resistência à flexão em compósitos, observou-se aumento no módulo com 20% de fibra, atingindo 81,92 MPa. A análise de variância (ANOVA) para flexão indicou diferenças significativas no módulo de Young, evidenciando o efeito moderado da fibra no comportamento mecânico. Assim, conclui-se que a fibra de Munguba apresenta potencial promissor como reforço em compósitos poliméricos, contribuindo para o desenvolvimento de materiais sustentáveis e a valorização dos recursos naturais da Amazônia.