Compósitos de fibrocimento com fibras de polpa celulósica modificada com nano-sílica

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2018.Objetivou-se neste estudo avaliar a influência da incorporação de fibras de polpa celulósica de Eucalyptus sp. Modificadas, na hidratação e no desempenho mecânico, físico, microestrutural e de durabilidade de compósitos de fibrocimento sem amianto. A modificação foi realizada por meio do processo sol-gel, em que nano-sílica foram depositadas sobre a superfície das fibras de polpa celulósica. O estudo foi desenvolvido em duas etapas subsequentes. Na primeira etapa avaliou-se o efeito da modificação das fibras na hidratação inicial da matriz cimentícia e a influência de diferentes teores de fibras modificadas (1%, 3%, 5%, 7% e 9%) na resistência a compressão axial e na formação de produtos de hidratação dos fibrocimentos. Nesta etapa, de modo geral, observou-se que a modificação das fibras favoreceu a hidratação inicial dos compósitos (primeiras 48 h), melhorou a resistência a compressão axial e, os menores teores de fibras (1%, 3% e 5%), proporcionaram alterações mais significativas das quantidades de produtos de hidratação (após 90 dias), reduzindo o teor de hidróxido de cálcio (CH) e carbonato de cálcio (CO) em relação a seus homólogos reforçados com fibras não modificadas (UMF). Na segunda etapa, novos compósitos de fibrocimento foram preparados e diferentes formulações foram sugeridas, variando-se o tipo de fibra (modificada e não modificada) e o conteúdo de fibras (1%, 3% e 5%) utilizados. Corpos de provas foram confeccionados por extrusão e suas propriedades microestruturais, físicas (densidade, absorção de água e porosidade aparente) e mecânicas (resistência a flexão estática) foram avaliadas após 28 dias (28d) e após o envelhecimento natural (Enat) e acelerado (Eacel). A durabilidade foi analisada por meio do percentual residual obtido da relação entre as propriedades físicos e mecânicas tomadas após 28d e aquelas obtidas após o Enat. Os resultados indicaram que a modificação auxiliou na melhora da dispersão das fibras na matriz cimentícia, interferiu no desempenho das propriedades físicas e mecânicas dos compósitos de fibrocimento e que, após o intemperismo natural, a durabilidade dos compósitos com fibras modificadas (MF) foi reduzida em comparação a seus homólogos com UMF. Apesar disso, a integridade estrutural e os desempenhos físicos e mecânicos se mantiveram aceitáveis de acordo com as normas da área.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF) e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG).The objective of this study was to evaluate the influence of the incorporation of modified Eucalyptus sp. pulp fibers in the hydration and mechanical, physical, microstructural and durability performance of asbestos-free fiber-cement composites. The modification was carried out by means of the sol-gel process, in which nano-silica were deposited on the surface of the cellulosic pulp fibers. The study was developed in two subsequent steps. In the first step, the effect of fiber modification on the initial hydration of the cement matrix and the influence of different modified fiber contents (1%, 3%, 5%, 7% and 9%) on the compressive strength and the formation of hydration products of fiber-cement was evaluated. In this step it was generally observed that the fiber modification favored the initial hydration of the composites (first 48 h), improved the compressive strength and the lowest fiber contents (1%, 3% and 5%) resulted in more significant changes in the amounts of hydration products (after 90 days of age) reducing the percentage of calcium hydroxide (CH) and calcium carbonate (CO) relative to their unmodified (UMF) reinforced homologues. In the second step, new fiber cement composites were prepared and different formulations were suggested, varying the type of fiber (modified and unmodified) and the fiber content (1%, 3% and 5%). Samples were produced by extrusion and the microstructural, physical (density, water absorption and apparent porosity) and mechanical (resistance to static bending) properties were evaluated at 28 days (28d) and after natural (Enat) and accelerated (Eacel) aging. The durability was analyzed by means of the residual percentage obtained from the relation between the physical and mechanical properties taken after 28d and after Enat. The results indicated that the modification aided in the improvement of the fiber dispersion in the cementitious matrix and interfered in the performance of the physical and mechanical properties of the fiber-cement composites and that after the natural aging the durability of the composites with modified fibers (MF) was reduced in comparison to their homologues UMF. Despite this, structural integrity and physical and mechanical performances remained acceptable according to the standards of the area

Surface evaluation of Micropholis venulosa decorativeveneers

O objetivo do trabalho foi avaliar a rugosidade e a molhabilidade da superfície de lâminas de madeira de curupixá (Micropholis venulosa) antes e após o processo de lixamento manual e aplicação de seladora. A rugosidade foi estimada usando-se um rugosímetro; para avaliar a molhabilidade utilizou-se um goniômetro. A rugosidade das lâminas submetidas a lixas de diferentes números de grão abrasivo (180 e 240) diferiu em relação àquelas não lixadas. No entanto, a rugosidade das lâminas lixadas com números de grão abrasivo 180 e 240 não apresentaram diferença significativa entre si, mesmo após a aplicação da seladora. Quanto ao ângulo de contato, o menor valor foi encontrado para as lâminas lixadas com o número de grão abrasivo 240 após a aplicação de seladora. Assim, a aplicação de lixa combinada com produto de acabamento melhora a qualidade de superfície das lâminas, implicando em melhor qualidade do produto acabado.This study aimed to evaluate the roughness and the wettability of Curupixá (Micropholis venulosa) veneers surface before and after manual sanding and application of sealer. The roughness was estimated using a profilometer and the wettability with a goniometer. The roughness of the veneers subjected to different levels of abrasive sandpapering (180 and 240) differed from those not sanded. However, the roughness of sanded veneer with abrasive sandpaper number 180 and 240 showed no significant difference among themselves, even after the sealer application. As for the contact angle, the lowest value was found for the veneers sanded with the number of abrasive sandpaper 240 after applying sealer. Thus, sanding along with finish product improved the surface quality of the veneers, resulting in a better quality of the finished product

Effect of nano-silica deposition on cellulose fibers on the initial hydration of the portland cement

The surface modification of cellulose fibers was studied, and its influence on the initial hydration of fiber-cement mixtures was evaluated. The fiber modification was conducted through deposition of nano-silica on their surface via the sol-gel method. The fibers were characterized by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, and the Brunauer-Emmett-Teller method to determine their porosity and specific surface area. The inhibition index (II) was determined in order to evaluate the effect of fibers at the initial hydration of the Portland cement. Modified fibers (MF) presented a homogeneous surface coating formed by spherical nano-silica. The crystallinity index of the fibers was reduced 15% and the specific surface area, volume, and pore diameter increased 209%, 134%, and 10%, respectively, after modification. Regarding the initial hydration, the results showed that the nano-silica present on the surface of the MF slightly accelerated the process of hardening and did not inhibit the hydration of the cement paste (without limestone and additives). The inhibition index of the composites was impaired when limestone (30%) and additives (2%) were added as partial replacement of cement, as well as when the water:cement ratio increased, retarding the initial hydration of the cement

Restauração ecológica de mata ciliar em região ecótono do Maranhão: Restoration ecology of riparian forest in the ecotone region of Maranhão

As nascentes, rios e suas matas ciliares desempenham um papel fundamental no desenvolvimento tecnológico, alimentar e do bem-estar da sociedade, além de contribuir para a formação das bacias hidrográficas e a conservação da biodiversidade. O objetivo do presente estudo foi diagnosticar e avaliar os impactos e as metodologias de restauração ecológica em uma nascente degradada, no município de Buritirana – MA. A metodologia consistiu na avaliação dos impactos por uma tabela de interações básica da nascente, e com isso implantar um projeto de restauração ecológica com associação de distintos métodos e técnicas. Os resultados demonstraram uma área encontra-se com elevado grau de degradação, especialmente pelos impactos negativos indiretos observados. Em relação à restauração ecológica, o plantio resultou em uma baixa sobrevivência de mudas, associado ao período de estiagem prolongado e a falta de cercamento da área de estudo. Recomenda-se que o entendimento sobre a importância das matas ciliares deve ser melhor explorado com os proprietários das áreas a serem restauradas. Além disso, recomenda-se o uso de Senna alata (L.) Roxb., Bauhinia cheilantha, Inga edulis Mart., Libidibia ferrea (Mart. Ex Tul.) L.P. Queiroz, Clitoria fairchildiana R.A. Howard., como espécies resistentes às condições adversas semelhantes a este estudo, além do planejamento do plantio com uso do hidrogel, ou com a frequência já estabelecida de precipitação pluviométrica na área

Propriedades térmicas de compósitos de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) e fibras de celulose modificadas com nanopartículas de sílica (SiO2)

O objetivo deste trabalho foi caracterizar os compósitos produzidos com o terpolímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) reforçados com fibras de polpa celulose modificadas com nanopartículas de sílica (SiO2). Primeiramente, as fibras foram modificadas utilizando o processo sol-gel, tendo como precursor da sílica o ortosilicato de tetraetila (TEOS). Adicionalmente, duas concentrações de TEOS e dois tempos de reação foram utilizados para produzir dois tipos de fibras modificadas, FT1 e FT2, logo depois, foi determinado o rendimento de cada processo de modificação. As fibras foram caracterizadas por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimetria (TGA) e sua derivada (DTG). Depois da obtenção das fibras os compósitos de acrilonitrila-butadieno-estireno reforçados com 10 e 20% (m/m) de fibras de polpa celulose branqueada não modificadas (FNT) e modificadas com nanopartículas de sílica (FT1 e FT2) foram obtidos por extrusão e posteriormente por injeção, depois os compósitos foram caracterizados quanto à densidade, análise térmica (TGA/DTG), temperatura de deflexão térmica (HDT) e a temperatura de amolecimento VICAT. A adição de fibras, de modo geral, proporcionou incremento para a temperatura de deflexão térmica HDT e temperatura de amolecimento VICAT, sendo mais acentuado quando o teor de fibras passou de 10% para 20%. No entanto, o aumento do teor de fibras de 10% para 20%, em comparação ao ABS puro provocou diminuição da temperatura de início de degradação e provocou aumento da densidade.Palavras-chave: compósitos, celulose, nanopartículas de sílica, sol-gel, acrilonitrila-butadieno-estireno

Avaliação da Superfície de Lâminas Decorativas de Curupixá (Micropholis venulosa Mart. Eichler)

RESUMO O objetivo do trabalho foi avaliar a rugosidade e a molhabilidade da superfície de lâminas de madeira de curupixá (Micropholis venulosa) antes e após o processo de lixamento manual e aplicação de seladora. A rugosidade foi estimada usando-se um rugosímetro; para avaliar a molhabilidade utilizou-se um goniômetro. A rugosidade das lâminas submetidas a lixas de diferentes números de grão abrasivo (180 e 240) diferiu em relação àquelas não lixadas. No entanto, a rugosidade das lâminas lixadas com números de grão abrasivo 180 e 240 não apresentaram diferença significativa entre si, mesmo após a aplicação da seladora. Quanto ao ângulo de contato, o menor valor foi encontrado para as lâminas lixadas com o número de grão abrasivo 240 após a aplicação de seladora. Assim, a aplicação de lixa combinada com produto de acabamento melhora a qualidade de superfície das lâminas, implicando em melhor qualidade do produto acabado

Surface quality of the Ficus sp. wood veneers submitted to finishing treatments

The objective of this investigation was to evaluate the roughness, wettability and the surface color of Ficus sp. genus before and after the process of manual sanding and application of a finishing product (stain). The roughness and color were determined before and after the sanding process and after applying the stain using Surftest SJ 400 Mitutoyo and ColorEye XTH spectrophotometer. The wettability was evaluated by measuring the contact angle between the water drop and the surface of the veneers, using a goniometer Krüss DSA30. The roughness of the veneers, subjected to 180, 240, and 320 sandpaper, decreased after the sanding process and remarkably after stain application. The contact angle was over 90° for all treated samples. Regarding the colorimetry, there was a decrease in L* average values after sanding. After applying the stain, there was a change in color of the wood, from grayish-white to yellow-olive.El objetivo de este trabajo fue evaluar la rugosidad, humectabilidad y el color de la superficie chapas de madera del género Ficus sp. antes y después del proceso de lijado manual y la aplicación de un producto de acabado. La rugosidad y la colorimetría se determinaron antes y después del proceso de lijado y después de aplicar el acabado, usando un espectrofotómetro Surftest SJ 400 Mitutoyo y ColorEye XTH. La humectabilidad se evaluó midiendo el ángulo de contacto entre la gota de agua y la superficie de las chapas, utilizando un goniómetro Krüss DSA30. La rugosidad de las chapas disminuyó después del proceso de lijado y más expresamente después de la aplicación del acabado; el lijado se realizó con papel de lija granos 180, 240, y 320. El ángulo de contacto fue de más de 90° para todos los tratamientos con el producto. En cuanto a la colorimetría, hubo una disminución en los valores medios de L* después de lijado y, después de aplicar el acabado, hubo un cambio en el color de la madera, de color blanco grisáceo a amarillo-oliva

QUALIDADE DE MUDAS CLONAIS DE EUCALYPTUS SPP. PROPAGADAS EM DIFERENTES SUBSTRATOS

O Eucalyptus destaca-se no mercado por apresentar características de rápido crescimento e pelo seu potencial para múltiplos usos. Atrelado a isso, está a constante busca por aprimorar as tecnologias silviculturais de sua produção. Assim, com o presente trabalho, objetivou-se avaliar a qualidade das mudas de clones de Eucalyptus spp. propagadas em diferentes substratos à base de resíduos orgânicos. O experimento foi desenvolvido com os clones: Urocan, G100, G50, 224, F3, 69, 335, M140 e 80, testaram-se diferentes resíduos orgânicos. Ao final do período aos 90 dias, determinaram-se: diâmetro do coleto (D); altura da parte aérea (APA); massa seca da parte aérea (MSPA); massa seca do sistema radicular (MSSR); massa seca total (MST), obtida pela soma da MSPA e MSSR; relação da massa seca da parte aérea com a massa seca do sistema radicular (RPASR), obtida da relação entre MSPA e MSSR; relação da altura da parte aérea com o diâmetro do coleto (RAD), obtida da relação entre APA e D. Para verificar a qualidade das mudas, utilizou-se o Índice de Qualidade de Dickson (IQD). Analisando os parâmetros, percebeu-se que o substrato composto por fibra de coco, proporcionou os maiores valores médios da RAD. Já o IQD apontou, de maneira geral, que o substrato composto de moinha de carvão, foi o que apresentou os melhores valores médios, de modo especial para os clones, Urocan, G100, F3, 69, 335, M140 e 80. Desta forma, a moinha de carvão é o composto mais indicado para produção de mudas com qualidade nas condições do estudo.Palavras-chave: moinha de carvão, IQD, compostos. QUALITY OF EUCALYPTUS SPP. CLONAL SEEDLINGS FOR DIFFERENT SUBSTRATESABSTRACTThe Eucalyptus stands out in the market by having rapid growth characteristics and its potential for multiple uses. Coupled to this is the constant search for improving silvicultural its production technologies. Thus, the present work aimed to evaluate the quality of seedlings of Eucalyptus spp. clones propagated on diferente organic residues based substrates. The experiment was conducted with clones: Urocan, G100, G50, 224, F3, 69, 335, M140 and 80, were tested different organic waste. At the end of the period to 90 days, were determined: stem diameter (D); shoot height (SH); dry mass of the aerial part (DMAP); dry mass of the root system (DMRS), total dry matter (MST), obtained by adding the DMAP and DMRS; ratio of shoot dry mass to the dry mass of the root system (RPASR) obtained from the relationship between DMAP and DMRS; shoot height of the relationship with the stem diameter (RAD), obtained from the relationship between SH and D. To check the quality of the seedlings, used the Quality Index of Dickson (QID). Analyzing the parameters, if you notice that the substrate composed of coconut fiber, provided the highest average values of RAD. IQD already pointed out, in general, the substrate made of charcoal powder, showed the best average values, especially for the clones, Urocan, G100, F3, 69, 335, M140 and 80. In this way the charcoal powder is the most suitable compound for the production of seedlings quality in the study conditions.Keywords: charcoal powder, IQD, compounds. DOI: http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v04n03a0

DESEMPENHO DE DIFERENTES BITOLAS DE TERMOPAR EM UM PSICRÔMETRO ASPIRADO DE BAIXO CUSTO

The objective of this work was to evaluate an aspirated psychrometer constructed under different thermocouple gauges. Were used three thermocouple copper-constantan gauge: 24 AWG (0.511 mm of diameter), 32 AWG (0.202 mm of diameter) and 40 AWG (0.080 mm of diameter). The thermocouples were placed into a single psychrometer and each one positioned side by side at a distance of approximately 30 mm each other. Hourly air temperature and humidity values obtained from each gauge were compared with the values obtained with a thermistor and capacitive hygrometer. The results showed that the thermocouple gauges used (24, 32 and 40 AWG) had high correlation and accuracy with values determined by the hygrometer (r2 > 0.97, RMSE P 3.91%)

Biocomposite of Cassava Starch Reinforced with Cellulose Pulp Fibers Modified with Deposition of Silica (SiO2) Nanoparticles

Eucalyptus pulp cellulose fibers were modified by the sol-gel process for SiO2 superficial deposition and used as reinforcement of thermoplastic starch (TPS). Cassava starch, glycerol, and water were added at the proportion of 60/26/14, respectively. For composites, 5% and 10% (by weight) of modified and unmodified pulp fibers were added before extrusion. The matrix and composites were submitted to thermal stability, tensile strength, moisture adsorption, and SEM analysis. Micrographs of the modified fibers revealed the presence of SiO2 nanoparticles on fiber surface. The addition of modified fibers improved tensile strength in 183% in relation to matrix, while moisture adsorption decreased 8.3%. Such improvements were even more effective with unmodified fibers addition. This result was mainly attributed to poor interaction between modified fibers and TPS matrix detected by SEM analysis