Navegando por Assunto "Composites"
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Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise experimental do uso de compósito de matriz epóxi e tecidos de sisal como reforço estrutural em madeira(2020-02-05) SOUSA, Elizeu Moraes; BARBOSA, Leonel Pinheiro; ROSA, Carolina Coelho da; http://lattes.cnpq.br/4916771097163397As estruturas de madeira são aplicadas em diversos tipos de construções, das mais antigas às modernas. Entretanto, em sua vida útil, podem manifestar redução de sua capacidade de resistência, devido ao acréscimo de cargas não previstas em projeto e a ataques provenientes de diversos agentes deteriorantes, fazendo-se necessário a intervenção com técnicas de reforço. A aplicação das fibras naturais (lignocelulósicas) como reforço em materiais compósitos poliméricos (FRP) tem mostrado-se uma técnica em ascensão, isto por ser um material biodegradável e proveniente de fonte renovável. Assim, o objetivo deste trabalho foi produzir compósitos poliméricos utilizando como matriz a resina epóxi reforçada com fibras de sisal para aplicação como reforço de peças de madeira submetidas à esforços de tração. Com auxílio de um tear manual, foram confeccionados dois tipos de tecidos utilizando fibras de sisal, sem tratamento (in natura) e outro com as fibras tratadas em água destilada a 80 °C durante 1h, e seca em estufa. Os corpos de prova foram confeccionados conforme a ABNT NBR 7190:1997 e reforçados com resina e os tecidos produzidos, após o período de cura, os mesmos foram submetidos a ensaios destrutivos. Os resultados obtidos dos ensaios sobre algumas propriedades da madeira (Andiroba) apresentaram-se compatíveis com literaturas e pesquisas produzidas por outros autores. Para os ensaios de tração dos corpos de prova reforçados, estes apresentaram bons resultados, podendo estimar-se que os reforços propostos podem agregar em média aproximadamente 80% a capacidade resistência da estrutura. Observando os resultados encontrados pelos testes estatísticos, os quais mostram com 95% de confiança, que o tratamento das fibras não proporcionou efeito na resistência do reforço. Desta forma, pode-se através do estudo afirmar a viabilidade do uso de compósitos com fibras de sisal para aplicação de reforço em estruturas de madeira.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia 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/1521124351431087Foram 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.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia 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/0000-0002-5421-5256O 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.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Compósito poliéster com particulados argilosos: caracterizações mecânicas e flamabilidade(2022-07-01) COELHO, Hellen Cristina Mendonça; 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/0000-0002-5421-5256A ciência está sempre buscando melhorias, relação custo benefício e sem perder a qualidade e resistência do material. Os materiais compósitos constituem um dos mais interessantes grupos de materiais atualmente utilizados, pois apresentam inúmeras vantagens em relação aos materiais convencionais. O reforço é o componente descontínuo do material, e, em geral, apresenta a maior resistência nos compósitos. Nos compósitos reforçados com argila, as propriedades mecânicas podem ser aperfeiçoadas e facilitar a processabilidade do produto manufaturado. O objetivo do trabalho se baseia em fabricar e analisar compósitos poliméricos confeccionados com argila usando uma matriz polimérica, além de caracterizá-los fisicamente, mecanicamente e estudar seu retardo à chama. Foram confeccionados materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica, utilizado como material particulado a argila. Foi adotado o método hand lay up para a fabricação dos mesmos. Na resina foi adicionado 1,5 % (v/v) de acelerador de cobalto e 1 % (v/v) de iniciador e as proporções de argila foram: 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 % e 25 %. Os corpos de prova foram submetidos aos ensaios físicos de massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água seguindo a norma ASTM D792, ASTM D2734 e ASTM D570, respectivamente. Além dos ensaios de tração e flexão que seguiram as normas ASTM D3039 e ASTM D790, respectivamente. E, por fim, o ensaio de resistência à chama seguindo a norma ASTM D635. Em relação aos ensaios físicos, todas as composições ficaram com médias próximas e todas aumentaram em relação à matriz. Mecanicamente, os resultados se mostraram favoráveis onde a adição de argila afetou de forma positiva sob esforços de tração, onde o melhor resultado se deu com 21,25 MPa com 20 % de argila de Icoaraci e flexão, onde o melhor resultado se deu com 68,53 MPa com 15 % de argila de Icoaraci comparados à matriz plena. Para o ensaio de flamabilidade não houve uma diminuição tão significativa da taxa de queima, com a menor taxa sendo 20,12 mm/min com 15 % de argila de Icoaraci, no entanto os resultados permaneceram inferiores do que o exigido pelas normas ASTM D635 e CONTRAN.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Determinação das propriedades mecânicas de compósitos de matriz epóxi reforçados com fibras de caranã(2022-12-14) LEITE, Olívia Lopes; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403O uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos tem sido amplamente estudado com o passar dos anos, a região amazônica se destaca por abrigar alta diversidade vegetal, no entanto ainda pouco exploradas cientificamente. Neste contexto, destaca-se a fibra de caranã, que apresenta propriedades promissoras para aplicações em engenharia. Este trabalho busca caracterizar a fibra de caranã, bem como avaliar a eficiência nas propriedades mecânicas da sua incorporação de 10, 20 e 30% em volume na matriz epóxi. A fibra apresentou densidade geométrica média de 0.38 g/cm3, seção transversal porosa, circular, com orifício no centro da seção e superfície longitudinal heterogênea marcada pela presença de rugosidades. O FTIR indicou a presença de grupos funcionais característicos para a fibra e revelou que a adição de fibras gera um aumento gradativo da interação ativa entre a matriz epóxi e os grupos moleculares da fibra de caranã; para as propriedades de tração o percentual de 30% em volume de fibras apresenta-se como o mais eficaz, aumentando a resistência à tração em 4,5% e a rigidez em 8,8% do compósito em relação à matriz interação das caranã com a matriz epóxi. As propriedades de flexão não demonstraram melhoras a partir da incorporação de fibras de caranã na matriz epóxi, entre os mecanismos que levaram o material a falha encontram-se a presença de porosidades e dificuldade na distribuição de fibras no interior da matriz.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Fibras da coroa do abacaxi em compósitos de matriz ortoftálica: caracterizações físicas e mecânicas(2024-04-05) PAMPOLHA, Izabela da Costa; 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/0000-0002-2165-2628Os compósitos reforçados com fibras naturais referem-se a materiais que combinam fibras de fontes naturais com uma matriz polimérica. Esses materiais despertam interesse devido à sua natureza ecológica, leveza, desempenho, biodegradabilidade e custo reduzido. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi fabricar e caracterizar compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras de coroa de abacaxi. A fabricação dos compósitos foi realizada manualmente, utilizando o método hand lay-up em moldes de silicone. Os comprimentos das fibras utilizadas foram de 15 mm e 30 mm, e as proporções em massa foram de 0%, 1%, 2% e 3%. A matriz polimérica utilizada foi resina poliéster insaturada ortoftálica cristal com adição de 1% em volume de iniciador e 1,5% em volume de acelerador. Realizou-se a análise morfológica das fibras foi conduzida por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A massa específica foi determinada utilizando o método do picnômetro. Após a fabricação dos compósitos, foram realizados ensaios físicos (ASTM D 570, ASTM D 2734, e ASTM D 792) e ensaios mecânicos de tração (ASTM D 638) e flexão (ASTM D 790). A análise morfológica das fibras revelou na superfície a presença de uma textura rugosa e irregular. As fibras da folha da coroa do abacaxi possuem a massa específica de 1,14 g/cm³. Observou-se que a inserção da fibra da coroa do abacaxi influenciou nas propriedades físicas dos compósitos produzidos, A composição FCA - 15 mm 1% apresentou menor massa específica aparente, com uma redução de 3,84% em comparação com a Matriz Polimérica (MP). Todos os compósitos contendo fibra da coroa do abacaxi demonstraram aumento da porosidade aparente e da absorção de água. A composição FCA - 30 mm 1% de fibra exibiu maior porosidade e absorção de água. Os ensaios de tração e flexão mostraram que as composições FCA - 15 mm 1% e FCA - 30 mm 3% obtiveram melhores resultados em relação às outras composições com a fibra. No entanto, esses resultados foram inferiores aos da matriz plena, sugerindo que as fibras atuaram como carga de enchimento. A falha do material foi atribuída principalmente à presença de porosidade e à dificuldade de adesão das fibras na matriz.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Influência da granulometria do resíduo de mármore e granito em compósitos poliméricos com fibras vegetais de sisal(2019-12-12) REIS, Ingrid Moreira; BARBOSA, Karla Suellen Lino; http://lattes.cnpq.br/0362422563990739; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087Com o desenvolvimento industrial, a busca por novos materiais que possam substituir os materiais convencionais tornou-se intensa, criando assim, um interesse por parte das empresas em investir na qualidade dos produtos de forma sustentável e econômica. Com base nessas considerações, este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da granulometria do resíduo de mármore e granito em compósitos poliméricos com fibras vegetais de sisal. O método utilizado neste trabalho foi o processo de fabricação de laminação manual (hand lay up), onde foram confeccionados compósitos híbridos nas frações mássicas de resíduo de mármore e granito de 5 %, 10 %, 15 % e 20 % e incorporadas fibras de sisal na fração de 3 %. O resíduo foi proveniente da empresa Brilasa Britagem e Laminação de Rochas S/A, o qual foi peneirado manualmente em peneira de granulometria de 100 e 200 Meshs. As fibras foram fornecidas pela empresa SISALSUL, situada no Estado de São Paulo, as quais foram cortadas manualmente no comprimento de 15 mm. A matriz polimérica utilizada foi à resina poliéster isoftálica em conjunto com o acelerador de cobalto (1,5 % v/v) e o catalisador MEK-P (1 % v/v). Após a confecção das placas, foram obtidos os corpos de provas para cada série fabricada para a realização dos ensaios de caracterização física por meio da massa específica aparente (ASTM D 792), absorção de água (ASTM D 570) e porosidade aparente (ASTM D 2734), além dos ensaios de flamabilidade horizontal (ASTM D 635) e de resistência à tração (ASTM D 3039). As análises da superfície de fratura foram feitas através da microscopia eletrônica de varredura. O ensaio de flamabilidade mostrou que os compósitos apresentaram classificação HB segundo a norma ASTM D 635 e atenderam as especificações do CONTRAN/2014, na qual a carga de 20 % RMG / 3 % FS na granulometria de 100 e 200 Meshs obtiveram uma redução de aproximadamente 16 % e 29 %, respectivamente. Nos ensaios de tração houve aumento na resistência, onde as proporções de 5 % RMG / 3 % FS com granulometria de 100 Mesh e 10 % RMG / 3 % FS na granulometria 200 Mesh obtiveram uma resistência de aproximadamente 22 MPa e 19 MPa, respectivamente. As análises morfológicas das superfícies de fratura foram eficazes para a determinação dos fenômenos de falhas presentes nos materiais, onde os mecanismos predominantes foram fibras rompidas e a ocorrência de descolamento de fibra da matriz (pull- out).Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Influência da incorporação de argila e tecidos de fibra de juta (Corchorus capsularis) nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos(2019-12-03) AZEVEDO, Amanda Chaves de; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-4441-3857A preocupação com o meio ambiente, na sociedade, gera diversos estudos com o objetivo de substituir materiais que já existem por outros que causem menor impacto ao ambiente. Diante disso, as fibras naturais são boas substitutas no que se refere a reforços em materiais compósitos de matriz polimérica. Já a argila possui como características principais o fato de ser um material natural que é facilmente encontrado e que possui granulometria interessante para estudo. O objetivo do trabalho baseia-se na confecção de materiais compósitos de matriz polimérica com incorporação de tecido de fibra de juta e argila para verificação de propriedades físicas, mecânicas e de retardo à chama. Foram produzidos materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica, com tecido de fibra de juta e argila (100 mesh). O método utilizado para fabricação das placas de compósitos foi o hand lay up. A resina poliéster isoftálica foi utilizada com 1,5 % (v/v) de acelerador de cobalto e 1,0 % (v/v) de catalisador. As proporções de argila utilizadas foram de 0 %, 5 %, 15 % e 25 % em massa. A fibra de juta foi utilizada em forma de tecido. Realizou-se a Difração de Raios-X para avaliação das composições mineralógica da argila. Para os compósitos foram realizados ensaios físicos de massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água, utilizando a NBR 12766. Executou-se, também, ensaios de resistência à tração (norma ASTM D3039) e resistência à flexão (norma ASTM D790) dos corpos de prova, além de análises da superfície de fratura por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi realizado o ensaio de retardo à chama (norma ASTM D635). Os testes físicos mostraram aumento na massa específica aparente. Houve aumento das resistências de compósitos com argila e, também, com os que se empregou a juta, em relação a matriz plena. O melhor resultado de resistência à tração encontrado foi de 23,05 MPa, relacionado a compósitos apenas com argila. Para o ensaio de flexão o maior resultado foi de 75,86 MPa que, também, foi para compósitos apenas com argila. Nas análises de superfícies das fraturas (por meio do MEV) observou-se boa dispersão do particulado em compósitos com argila e alguns vazios, nos compósitos com tecido de fibra de juta foi observado vazios, fibras dispostas em sentido transversal ao carregamento e dificuldade de molhabilidade da resina na fibra. O ensaio de flamabilidade demonstrou que a menor taxa de queima registrada foi de 16,79 mm/min. Os resultados demonstraram boas características mecânicas e de retardo à chama dos compósitos.