Carvalho, R.

Fangueiro, Raúl

Soutinho, Hélder Filipe Cunha

Universidade do Minho: RepositoriUM

Ref_ CLME’2011_4512R  ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA MATÉRIA-PRIMA E DOS PARÂMETROS DE PRODUÇÃO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE NÃO-TECIDOS AGULHADOS PARA GEOTÊXTEIS  Raquel Carvalho*, Raúl Fangueiro, Filipe Soutinho Universidade do Minho, Departamento de Engenharia Têxtil - Guimarães, Portugal *Email: raquelcarvalho@det.uminho.pt   RESUMO Um geotêxtil é considerado, segundo a norma ASTM 4439, como “um geossintético permeável composto exclusivamente de têxteis”. Fazem parte de um grupo de membranas utilizadas na engenharia civil, sendo diferenciados dos restantes geossintéticos pela sua aparência e construção (Rakilor, 2000). Os geotêxteis podem desempenhar funções de separação, filtração, drenagem e revestimento consoante as propriedades conferidas aquando da sua produção (Heibaum, 2011). As estruturas têxteis utilizadas para a produção de geotêxteis são geralmente os tecidos, as malhas de teia e os não-tecidos. Os não-tecidos são utilizados quando a aplicação requer uma deformabilidade, elevada resistência à tracção e ao rebentamento, assim como permeabilidade e peso controlados. São utilizados por exemplo para reforços de estradas, para a estabilização do subsolo (Anand, 2007). As matérias-primas mais empregues na produção dos geotêxteis são o polipropileno, o polietileno e o poliéster, devido às suas propriedades de resistência. (Rakilor, 2000), (Anand, 2007) A tecnologia de produção dos não-tecidos pode variar consoante as características que se pretende conferir aos geotêxteis, podendo ser consolidados por processos mecânicos, térmicos ou químicos. (Araújo, 2000)   Os não-tecidos apresentam fibras orientadas de uma forma mais ao menos aleatória. Este tipo de estruturas apresenta determinadas características/propriedades de elevada importância quando utilizadas em diferentes tipos de aplicações, tais como, custo reduzido quando comparado com as restantes estruturas têxteis (tecidos, malhas e entrançados), ao nível da sua utilização em compósitos apresentam maior número de pontos de contacto entre as fibras e a resina, apresentando também boa absorção da resina, maleabilidade e flexibilidade, elevada permeabilidade, baixo peso e facilidade de produção (Fangueiro, 2008). O objectivo do presente trabalho de investigação centra-se no estudo sobre a influência do tipo de matéria-prima e dos parâmetros de produção nas propriedades mecânicas de não-tecidos agulhados utilizados para geotêxteis, nomeadamente resistências à tracção, ao punçoamento e à perfuração dinâmica. Os não tecidos utilizados neste estudo apresentam na sua composição fibras de polipropileno, poliéster e acrílicas com massas por unidade de superfície de 106, 145, 208, 280 e 377 g/m2. Foram também ensaiadas duas outras amostras constituídas por não-tecidos híbridos. Estes não-tecidos combinam duas estruturas, de forma a avaliar qual o seu efeito nas suas propriedades mecânicas. Desta forma, utilizou-se uma amostra constituída por um não-tecido produzido por fibras de polipropileno, poliéster e acrílico conjuntamente com outro não-tecido na composição 100% polipropileno. A outra amostra híbrida analisada é a junção de um não-tecido agulhado com a composição de polipropileno, poliéster e acrílico com um tecido tafetá em 100% polipropileno. Os ensaios de tracção foram realizados segundo a norma “Edana, nonwovens tensile strength, 20.2-89 “. A resistência ao punçoamento foi realizada segundo a norma ASTM D6241 – 04 (2009) Standard Test Method for the Static Puncture Strength of Geotextiles and Geotextile-Related Products Using a 50-mm Probe), enquanto a resistência à perfuração dinâmica segundo a norma EN 918:1995 (Cone Drop). As figuras 1, 2, 3 e 4 apresentam os resultados obtidos.   Figura 1: Resistência à tracção em ambos os sentidos (longitudinal e transversal)      Figura2: Resistência ao Punçoamento Figura 3: Resistência à perfuração dinâmica Da análise dos gráficos representativos dos ensaios elaborados, verifica-se a existência de uma relação linear entre a massa por unidade de superfície e a carga necessária para que se dê a ruptura da estrutura. Assim e como o esperado, quanto maior for a massa por unidade de superfície mais resistente será o produto, quando submetido a forças de tracção. No que se refere ao ensaio da resistência à perfuração dinâmica, verifica-se a existência de uma proporcionalidade inversa, pois à medida que a massa por unidade de superfície aumenta o não-tecido é mais resistente à penetração de objectos afiados, ou seja, é mais resistente. Da análise referente às estruturas híbridas, pode-se concluir que nos ensaios estudados não existe melhoramento das propriedades mecânicas, em alguns caso verifica-se mesmo uma diminuição dessas propriedades.  REFERÊNCIAS ASTM D 4430-02 Standard terminology for Geosynthetics Horrocks A.R. e Anand S.C, Handboock of Technical Textiles, Woodhead Publishing Limited, England, 2000. Heibaum, M., Geosynthetics in hydraulic applicatons, Guest Editor, Germany, October, 2010. Russel, S.J., Handbook of Nonwovens, Woodhead Publishing Ltd, England, pág 252, 2007. Araújo, M.D. de, Fangueiro, R. e Hong, H., Têxteis Técnicos: Materiais do Novo Milénio, Vol. I - Visão Geral, Edição Williams/DGI, Braga, Portugal, 2000. Fangueiro, Raul and Soutinho Filipe, Study on the influence of the production parameters on the properties of needlepunched nonwovens for technical applications, 2nd International Scientific Conference Textiles of the Future Belgium, 2008   106; 1,4145; 1,6208; 3,8280; 5,8337; 8,4131; 1,6346; 7,4y = 0,0308x - 2,4251R² = 0,97430246810120 50 100 150 200 250 300 350 400Força  (kN/m)Massa por unidade de superficie (g/m2)Direcção transversal106; 1,9 145; 2,2208; 5,5280; 7,6337; 10,8131; 0,3346; 6,4y = 0,0391x - 2,8215R² = 0,97760246810120 50 100 150 200 250 300 350 400Força  (kN/m)Massa por unidade de superficie (g/m2)Direcção longitudinal106; 249 145; 242208; 690280; 980337; 1530131; 102346; 886y = 5,5848x - 463,65R² = 0,95540200400600800100012001400160018000 50 100 150 200 250 300 350 400Força  (N)Massa por unidade de superficie (g/m2)Resistência ao punçoamento106; 43145; 39208; 20280; 10337; 5131; 44346; 8y = -0,1759x + 61,246R² = 0,9605051015202530354045500 50 100 150 200 250 300 350 400Perfuração (mm)Massa por unidade de superficie (g/m2)Resistência dinâmica (Cone Drop)

Análise da influência da matéria-prima e dos parâmetros de produção nas propriedades mecânicas de não-tecidos agulhados para geotêxteis

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