Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 20, Issue: 4, Published: 2015
  • Synthesis of Ceramic Nanometric electrocatalysts Editorial

    Miranda, Paulo Emílio V. de
  • Analysis of behavior of cylindrical specimens with two pieces bonded by epoxy in concrete with different strengths and inclinations Articles

    Guerrante, Iporan de Figueiredo; Sánchez Filho, Emil de Souza; Carneiro, Luiz Antonio Vieira

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Este estudo teórico-experimental visa analisar o estado de tensão atuante nas juntas de aderência de corpos de prova cilíndricos, aderidos com epóxi e com concretos de diferentes resistências (21,6 MPa, 30,0 MPa, 72,8 MPa e 86,6 MPa) com inclinações de 30°, 45° e 60° e a rugosidade média das peças de concreto. A rugosidade de cada peça foi analisada por meio de microscópio digital. Foram realizados noventa e três ensaios à compressão, e determinados os valores médios para tensão de ruptura, tensão normal ao plano da junta e tensão de aderência. Para a análise da rugosidade foram tiradas 744 fotografias distribuídas entre as classes de concreto pesquisadas. Os resultados são analisados mostrando o comportamento das tensões nas juntas de colagem, a correlação entre os tipos de concreto e a rugosidade média de cada classe de concreto.

    Abstract in English:

    ABSTRACT This theoretical and experimental study aims to analyze the stress state acting at the bond joints of cylindrical specimens, mounted with concrete of different strengths (21,6 MPa, 30,0 MPa, 72,8 MPa and 86,6 MPa) with inclination of 30°, 45° and 60° and the average roughness of the concrete pieces. The roughness of each specimen was analyzed using a digital microscope. Ninety-three compressive tests were carried out, and determined the average values for stress state. For the analysis of roughness were taken seven hundred forty-four photographs distributed among the investigated concrete classes. The results are analyzed and the behavior of the stresses in the joints bonding, the correlation between the types of concrete and the average roughness of each concrete class are presented herein.
  • Numerical evaluation of the die geometry influence on the residual stresses produced during the wire drawing process of steel bars Articles

    Coser, Tiago Brun; Souza, Tomaz Fantin de; Rocha, Alexandre da Silva

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Trefilação é um processo de fabricação que consiste na redução da área de seção transversal de um material, quando este atravessa uma matriz cônica, chamada fieira. Devido às características inerentes ao processo, as deformações são heterogêneas ao longo da seção do material, originando tensões residuais, que podem contribuir com o aparecimento de distorções, propagação de trincas e consequentemente acarretar em redução da vida útil do produto final. Neste trabalho, foi analisada a influência da geometria da fieira no perfil de tensões residuais geradas em um caso típico de trefilação de fio máquina para obter-se barras retas de aço AISI 1045, com redução em área de seção transversal de aproximadamente 11% e diâmetro inicial de 21,46 mm. O objetivo foi encontrar um design de ferramenta que reduza a magnitude das tensões residuais em relação a um design industrial típico com ângulo de trefilação de 15º e único passe. Ensaios de compressão e do anel foram realizados para obter-se a curva de escoamento do material e o valor do coeficiente de atrito. Os modelos numéricos foram validados através da análise dos perfis das tensões residuais simuladas com as condições de equilíbrio impostas pelo problema, bem como com dados da literatura. Além disso, os valores das deformações principais e da pressão de contato (entre a barra e a fieira) simulados foram comparados com valores calculados. Inicialmente, foram simuladas condições com diferentes relações de região de calibração por diâmetro final, verificando-se que na faixa entre 0,4 a 0,6 ocorre uma diminuição nas tensões residuais axiais. Quando incluída uma região cônica dupla na fieira, foi encontrada uma grande redução nas tensões residuais axiais na superfície, de 65% em relação aodesign industrial, mostrando ser esta uma solução promissora para a melhoria do projeto de fieiras de trefilação de fio máquina.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Wire drawing is a metalworking process used to reduce the cross-section of a wire by pulling the wire through drawing dies. The generated strains are non-homogeneous through the cross section of the material, leading to residual stresses that can contribute to the appearance of shape distortions, crack propagation and shortening of the product life time. In this work, the influence of the die geometry in the generated residual stresses on a typical case of wire rod drawing operation (production of straight AISI 1045 steel bars with 11% reduction from an initial diameter of 21,46 mm) was investigated. The objective was to obtain a new tool design able to reduce the residual stresses in relation to a typical design of the tools which includes the use of a drawing angle of 15º in one single pass. Compression and ring compression tests were performed in order to obtain the material stress-strain curve and the friction coefficient of the process, respectively. The developed numerical models were initially validated by analyzing simulated residual stress profiles regarding the equilibrium conditions for the problem, as well as by comparison with literature data. Furthermore, the principal strains and the contact pressure (between the bar and the die) values obtained from the simulation were compared with calculated ones. Initially, simulations were carried out for different bearing lengths and it was found that for relations of bearing length to diameter of the drawn bar between 0.4 and 0.6, a reduction in the axial residual stresses can be achieved. A large reduction in the axial residual stresses at the surface of 65% in relation to the typical industrial design was found in the case of the design with a double conical region, showing to be a promising solution for die design improvement.
  • Corrosiveness of Brazilian Candiota Coal Articles

    Cagliari, Anderson; Vargas, Nayana Simon de; Rodrigues, Luciana Machado

    Abstract in English:

    ABSTRACT Candiota city, in the south of Brazil, is located near the largest reserves of mineral coal of the country. This coal is used for thermoelectric power generation. The extraction of coal from open-cut mines involves operations may generate at least some particulate matter into the atmosphere. These particles retained on the surface of metallic structures exposed to the atmosphere, may adsorb gases such as CO, CO2, SO2 and NO, which, in combination with humid air form corrosive substances, such as HNO3and H2SO4. This paper aims to evaluate the influence of Candiota coal on the corrosion of buried steel structures and exposed to atmosphere containing particulate matter from coal combustion. The coal sample was characterized by SEM (scanning electron microscopy), thermogravimetric analysis (TGA), surface area analysis (BET method), electrical conductivity (EC) analysis, FTIR and Raman spectroscopy. Corrosion was simulated by exposure of steel samples to coal particles and thermoelectric industrial atmosphere. Electrochemical tests of solutions leached from the coal were conducted by voltammetry to evaluate the soluble compounds corrosiveness. The corrosion rate was determining following the technical standard ASTM G1-90. Localized attacks and corrosion products formations were detected in API 5L Grade B steel exposure to coal. The average corrosion rate for the samples in direct contact to the pulverized coal was 0.15 mm/year, while in samples exposed to the atmosphere from industrial power plant was 0.30 mm/year. It is concluded that API 5L Grade B steel metal structures, exposed to atmospheres rich in Candiota coal and its derivatives, must be properly protected and monitored to avoid future damage caused by corrosion.
  • Evaluation of the toxic potential of municipal solid waste city of Campina Grande - PB Articles

    Silva, Alessandra dos Santos; Ribeiro, Libânia da Silva; Paiva, Willian de; Melo, Márcio Camargo de; Monteiro, Veruschka Escarião Dessoles

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A grande heterogeneidade dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) faz com que estes apresentem uma composição bastante variável, podendo muitas vezes, serem comparados aos resíduos industriais por possuírem substâncias a bases de metais pesados e outros componentes tóxicos que apresentam riscos a saúde e ao meio ambiente. Assim, a busca por alternativas tecnológicas para manejo adequado dos resíduos e entendimento do seu comportamento após destinação final, tem feito com que cada vez mais estudos sejam desenvolvidos para esse fim. Exemplo disso são os estudos realizados em células experimentais, feitos com o intuito de simular o comportamento de uma célula de aterro sanitário, entendendo todas as reações que ocorrem em seu interior sob condições controladas. O objetivo desse trabalho é avaliar o potencial tóxico dos RSU da cidade de Campina Grande - PB, presentes em uma célula experimental. O experimento consistiu em uma célula experimental dotada de toda instrumentação presente em uma célula de um aterro real. O monitoramento da célula foi feito durante um período de dois anos, sendo realizada a caracterização inicial dos resíduos no dia do seu preenchimento, posteriormente amostras mensais de resíduos foram coletadas. Os resultados obtidos mostraram que os RSU foram classificados como resíduos perigosos, por conterem em sua composição elevados teores de elementos traços como: Alumínio, Manganês e Níquel. Por fim, concluiu-se que a presença desses elementos juntamente com o nitrogênio amoniacal presente nos RSU não interferiu no processo de biodegradação, no entanto contribuiu para o efeito fitotóxico dos resíduos sólidos.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The great heterogeneity of Municipal Solid Waste (MSW) makes it presents a very variable composition and can often be compared to industrial waste substances by having the heavy metal bases and other toxic components that present risks to health and the environment . Thus, the search for alternative technologies for proper waste management and understanding of their behavior after disposal, has made more and more studies are developed for this purpose. Examples are studies in experimental cells, made in order to simulate the behavior of a landfill cell, understanding all the reactions that occur inside under controlled conditions. The aim of this study is to evaluate the toxic potential of MSW in the city of Campina Grande - PB, present in an experimental cell. The experiment consisted on the construction of an experimental cell that simulates a full-scale landfill. The monitoring of the cell was made during a period of 2 years, and held the initial characterization of the waste on the day of its completion later monthly samples of waste were collected. The results showed that the MSW were classified as hazardous waste because they contain in their composition high levels of elements such as aluminum, manganese and nickel. Finally, it was concluded that the presence of these elements along with Ammoniacal Nitrogen present in the MSW did not interfere with the biodegradation process, however contributed to the phytotoxic effect of the solid waste.
  • Study of thermal, mechanical and morphological properties of the particulate composite aluminum/low density polyethylene Articles

    Valim, Fernanda Cabrera Flores; Silveira, Daniel Consoli; Costa, Michelle Leali; Pereira, Marcelo dos Santos; Botelho, Edson Cocchieri

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Frente à crescente necessidade de recuperar o meio ambiente e seus recursos naturais, atualmente a reciclagem e reutilização dos materiais torna-se uma das soluções sustentáveis mais visadas. Neste cenário, o processamento de compósitos particulados de alumínio em matriz termoplástica de polietileno de baixa densidade (PEBD), provenientes da reciclagem de embalagens longa vida, apresenta-se de maneira atrativa para a obtenção de matéria prima para a construção civil, na fabricação de telhas de baixo peso, associado a baixo custo e elevada disponibilidade, dentre outras aplicações. Este trabalho tem por objetivo estudar as propriedades e o comportamento do compósito de polietileno de baixa densidade/alumínio reciclados. Com este objetivo, foi realizada a avaliação morfológica do compósito a partir de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDS), bem como avaliados os comportamentos térmico e mecânico deste material após estes terem sido submetidos à climatização higrotérmica e por radiação ultravioleta (UV). Para a avaliação térmica foram empregadas técnicas de análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). As propriedades mecânicas foram avaliadas por análise dinâmico-mecânica (DMA) e ensaios de tração e impacto. A partir dos resultados obtidos por meio deste trabalho pode-se concluir que o intemperismo envolvendo umidade e radiação UV pode influenciar nos desempenhos térmico e mecânico do compósito de Alumínio/PEBD, porém, foi observado que esta influência não é suficiente para inviabilizar a utilização destes materiais na construção civil, garantindo este mercado para o compósito de PEBD/Al.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Face the growing need to restore the environment and its natural resources, currently the recycling and reuse of materials becomes one of the most important sustainable solution. In this scenario, the processing of aluminum particulate composite with low density polyethylene thermoplastic matrix (LDPE) from recycling packages, presents an attractive way to obtain raw materials for the building industry, in the manufacturing of lightweight roof tiles, associated with low cost and high availability, among other applications. This work aims to study the properties and behavior of recycled low density polyethylene/aluminum composite. In order to do this, they were performed composite morphology assessment through optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS), as well as were evaluated the thermal and mechanical behavior of this material after being subjected to hygrothermal and ultraviolet conditioning (UV). For the thermal evaluation was performed thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The mechanical properties were evaluated by dynamic mechanical analysis (DMA) and tensile and impact tests. From the results obtained from this study it can be concluded that the moisture involving weathering and UV radiation can influence the thermal and mechanical performance of the composite aluminum / LDPE, but it was observed that this influence was not enough to prevent the use of these materials in construction, ensuring this market for LDPE / Al composite.
  • Characterization of electrodeposited CdTe thin films on Pt in acid electrolyte Articles

    Sousa, José Hugo de Aguiar; Maia Junior, Paulo Herbert França; Silva, Álvaro Neuton de Araújo; Lima, Francisco Marcone; Oliveira, Francisco Wendel Cipriano de; Magalhães, Rafael Aragão; Freire, Francisco Nivaldo Aguiar; Silva, Emerson Mariano da

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A eletrodeposição tem sido empregada para a obtenção de materiais semicondutores; todavia, ainda não estão bem esclarecidos os mecanismos envolvidos neste processo. Neste sentido, este trabalho apresenta a investigação deste processo, evidenciando a caracterização do CdTe eletrodepositado sobre substrato platina em solução ácida. A deposição ocorre a partir de 0,0 V, em relação ao eletrodo Ag/AgCl,KClsat, com etapas de controle ativado e de difusão. Os filmes finos de CdTe foram eletrodepositados sobre o substrato de platina a temperatura ambiente (~24°C) a partir de uma solução ácida. A influência do potencial aplicado foi investigada utilizando técnicas de caracterização de superfície, como a difração de raios X e Microscopia eletrônica de varredura. A caracterização elétrica foi realizada por medidas de capacitância (Mott-Schottky). Os filmes finos de CdTe apresentaram pico de maior intensidade no plano (220), demostrando ter um crescimento preferencial para esse plano. Os filmes apresentam uma morfologia granular influenciado pelo potencial de deposição e uma condutividade característica de um semicondutor tipo n.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The electrodeposition has been used for obtaining semiconductor materials; however, remain unclear the mechanisms involved in this process. Thus, this paper presents the research of this process, showing the characterization of electrodeposited CdTe on platinum substrate in acid solution. The deposition occurs from 0.0 V relative to the electrode Ag/AgCl KClsat with step activated control and diffusion. The thin film of CdTe was electrodeposited on the platinum substrate at room temperature (~ 24 ° C) from an acidic solution. The influence of the applied potential was investigated using surface characterization techniques such as X-ray diffraction analyses and scanning electron microscopy. The electrical properties of the films were performed capacitance measurements (Mott-Schottky plot). The thin CdTe films presented the prominent (220) planes, showing have a preferential growth in that plane. The films show a granular morphology influenced by deposition potential and property of an n-type semiconductor.
  • Qualitative Identification of phases of Al-1.5 wt.% Fe treated by laser surface remelting by means of grazing incidence X-ray diffraction Articles

    Bertoni, Jean Cleber; Pariona, Moisés Meza; Brinatti, André Maurício; Teleginski, Viviane; Silva, Jederson

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Atualmente há uma ampla investigação sobre ligas de alumínio, principalmente devido a sua larga aplicação na indústria automotiva e aeroespacial devida a características, como baixa densidade, alta condutividade térmica e elétrica, além de elevada resistência à corrosão a temperatura ambiente. Ligas de Al-Fe possuem um alto grau de modificação de sua microestrutura, no caso da utilização de um tratamento adequado, permitindo, assim, o aprimoramento de suas propriedades. Neste trabalho, a amostra estudada foi a liga Al-1,5%Fe tratada através da refusão superficial a laser (RSL) de modo a aprimorar suas características superficiais. A identificação dessa liga, com relação às fases presentes, foi realizada por meio dos difratogramas de raios X com ângulo de incidência rasante (DRXIR), em função da profundidade. Nesta técnica, o ângulo de incidência dos raios X é fixo e o detector move-se fazendo a varredura 2θ, a fim de obter difratogramas em diferentes profundidades variando-se apenas o ângulo de incidência. A análise foi realizada em escala micrométrica em duas condições de coleta de dados diferentes de DRXIR. A primeira variou-se o ângulo de incidência entre 0,5° a 6°, com intervalos de 0,5°, em modo de varredura contínua de 20º a 90°. A segunda, em ângulos de incidência 3° e 6°, em modo de varredura passo a passo de 20° a 120°, usada para melhorar a qualidade dos difratogramas e, em consequência, a melhoria da identificação de fases. Como resultado, foi realizado a caracterização microestrutural da superfície tradada pela técnica de RSL, bem como da parte transversal da camada tratada por meio de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e por meio de DRXIR da camada tratada em função da profundidade, a identificação de fases simples, como o Al e o Fe, e metaestáveis, como o AlN, Al2,144O3,2 e o Al2O3, em uma camada entre 0,6 a 7,8 µm, como consequência da alta velocidade de resfriamento e do tratamento de RSL ter sido realizado em atmosfera não controlada e sem gás de proteção.

    Abstract in English:

    ABSTRACT There are currently an extensive research on aluminum alloys, mainly due to its wide application in the automo-tive and aerospace industry, due to its characteristics, such as, low density, high thermal and eletric conductivity and high corrosion resistance at room temperature. Fe-Al alloys have a high degree of modification of their mi-crostructure when used an appropriate treatment, consequently to improve their properties. In this work, the study sample was Al-1.5 wt.% Fe alloy treated through laser superficial remelting (LSR) in order to improve its surface characteristics. The identification of this alloy, with respect the present phases, was performed by means of grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD) as a function of depth. In this technique, the angle incidence of X-rays is fixed, and the scanning 2θ detected by detector, in order to obtain diffraction patterns at different depths varying only the angle of incidence. The analysis was performed in micrometer scale in two different collections DRXIR data. First, the angle of incidence was varied from 0.5° to 6°, at intervals of 0.5° in continuous scan mode from 20° to 90°. The second, with incidence angles of 3° and 6°, for step scan mode at 20° to 120°, used to improve the quality of diffraction patterns, and hence improve the identification phase. As a result, characterization of the microstructure of the surface treated by the technique LSR, as well as the cross section of the treated layer by SEM and light microscopy and energy dispersive spectroscopy (EDS) was made, furthermore, to the application of the technique GIXRD, phase profile as a function of depth in a layer 0.6 to 7.8 µm were obtained, metastable phases, such as AlN, Al2O3 and Al2.144O3.2, and simple phase, as Al and Fe were identified in consequence of the high cooling speed and the treatment was conducted in the atmospheric environment.
  • Application of biomass Saccharomyces cerevisiae as adsorption agent of dye Direct Orange 2GL and possible interactions mechanisms adsorbate/adsorbent Articles

    Mendes, Carolina Rosai; Dilarri, Guilherme; Pelegrini, Ronaldo Teixeira

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Os efluentes têxteis liberam grandes quantidades de resíduos de corantes no meio ambiente, poluindo e alterando todo o ecossistema aquático. Além da poluição visual os compostos possuem alta toxicidade, quando não tratado corretamente podem gerar bioacumulação na biota. A levedura Saccharomyces cerevisiae, comumente utilizada como biocatalizador nas indústrias, é um possível adsorvente, devido à estrutura química composta pela parede celular, contendo grupos amino sítio ativo de possíveis interações com os grupamentos sulfônicos pertencentes aos corantes reativos, cuja comercialização compreende em escala mundial. Para tanto, foi realizado um estudo de remoção do corante reativo Direct Orange 2GL pelo método de adsorção, utilizando analises em espectrofotômetro de UV-Vis, mediante a diferentes concentrações de biomassa de S. cerevisiae e valores de pH em solução. O experimento foi analisado a partir do gráfico de isotermas de adsorção, visando à capacidade máxima de adsorção do corante na parede celular da levedura a partir do tratamento matemático usando como modelo as equações de Langmuir e Freundlich e suas linearizações. Os experimentos ressaltaram os possíveis mecanismos de interações químicas, entre adsorbato/adsorvente, podendo apresentar formação em monocamadas ou multicamadas a partir do coeficiente de correlação relativo mediante a influência do valor de pH. As analises em espectrofotômetro UV-Vis, exibiram eficiência no decréscimo dos valores de absorvância em relação ao valor no pico de onda máximo, com resultados de 0,063 absorvância, sendo este um valor aceitável para o padrão de absorvância permitido no descarte de corante. Desse modo, a utilização de biomassa de S. cerevisiae propicia resultados relevantes mesmo a baixas concentrações desde que ajustado os valores de pH em solução.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The textile effluents release large amounts of dye waste in the environment, polluting and altering the whole aquatic ecosystem. Besides the visual pollution compounds have high toxicity, if not treated properly can generate bioaccumulation in biota. The yeast Saccharomyces cerevisiae, commonly used as a biocatalyst in industries is a possible adsorbent due to the chemical structure composed of the cell wall containing amino groups, active site location of possible interactions with sulfonic groups belonging to reactive dyes, which marketing worldwide. This way, it was performed to removal study of reactive dye Direct Orange 2GL by adsorption method using a spectrophotometer analysis of UV-Vis to the different biomass concentrations ofS. cerevisiae and pH values in solution. The experiment was analyzed from the adsorption isotherms graphic, aiming at maximum capacity dye adsorption on the cell wall of the yeast by the mathematical treatment using as a model the equations of Langmuir and Freundlich and its linearization. The experiments pointed out the possible mechanisms of chemical interactions between the adsorbate/adsorbent may show forms of monolayers or multilayers by the correlation coefficient concerning on the influence of the pH. The analysis in UV-Vis spectrophotometer, showed efficiency in the decrease in absorbance values relative to the value at of maximum wavelength, with results of the 0.063 absorbance, which is an acceptable value for the standard absorbance allowed the dye disposal. So, the use of biomass S. cerevisiae provides relevant results even at low concentrations since the pH adjusted solution.
  • Sugarcane bagasse ash (GCB) as mineral admixture in concrete to check its durability Articles

    Fernandes, Sérgio Eduardo; Tashima, Mauro Mitsuuchi; Moraes, João Cláudio Bassan de; Istuque, Danilo Bordan; Fioriti, Cesar Fabiano; Melges, José Luiz Pinheiro; Akasaki, Jorge Luis

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O setor sucroalcooleiro vem se expandindo nos últimos anos, alavancado principalmente pelo advento da bionergia. No Brasil, a produção de cana-de-açúcar vem avançando em áreas destinadas à pecuária extensiva e a outras culturas importantes como a soja, o milho e a laranja, e concerne à geração de energia elétrica pela queima do bagaço (cogeração) e ao uso de etanol como combustível de veículos automotores. Contudo, a produção de açúcar, álcool e energia a partir de cana-de-açúcar pode causar problemas ambientais em decorrência da geração de resíduos como a cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC). Deste modo, este trabalho apresenta a viabilidade técnica da utilização de cinza resultante do processo de queima do bagaço de cana para a geração de energia como adição mineral, em concretos. Para isso foram realizados ensaios de caracterização química e difração de raios-x na CBC. Produziram-se concretos contendo a CBC nos teores de 5%, 10%, 15% e 20%, em massa, como substituição parcial ao agregado miúdo. Realizaram-se ensaios mecânicos e, a partir dos resultados obtidos, o traço de concreto que apresentou os melhores resultados foi submetido aos seguintes ensaios de durabilidade: resistência ao ataque químico, absorção por capilaridade, penetração de cloretos e abrasão. O trabalho foi realizado com CBC de baixa atividade pozolânica, entretanto, os resultados indicaram ser possível utilizar a CBC como substituição parcial do agregado miúdo na produção de concretos, pois seus resultados são similares ao concreto sem adição da cinza.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The sugar-alcohol sector has been expanding in recent years, mainly by the advent of bioenergy. In Brazil, the production of sugarcane is increasing in areas before used for extensive cattle and other important crops, such as soybeans, corn and orange. In addition concerns about the generation of electricity by burning the bagasse (co-generation) and the use of ethanol as a fuel for motor vehicles. However, production of sugar, alcohol and energy from sugarcane can cause environmental problems due to the generation of waste, as the sugarcane bagasse ash (SCBA). In this way, this paper presents a viability study of using this ash from sugarcane bagasse obtained inthepower generation as mineral admixture in concrete. In this study, chemical characterization tests and x-ray diffraction of SCBA were carried out. Concrete were molded with SCBA replacing partially the fine aggregate, in mass, in the following percentages: 5%, 10%, 15% and 20%. Mechanical tests were carried out, and from the best results, were assessed indurability tests: resistance to chemical attack, wicking, chloride penetration and abrasion. The study was conductedthat SCBA presents low pozzolanic activity, however, the results indicated that the SCBAcould use as partial replacement of fine aggregate in the production of concrete, because its results are similar to reference concrete without the ash.
  • A study on the functional properties of silk and polyester / lyocell mixed fabric Articles

    Jeyaraj, Jeyakodi Moses; Arumugam, Mariappan; Kulandaiappan, Vellingiri

    Abstract in English:

    ABSTRACT Silk is one of the valuable fibers in textile industry. It is used for delicate applications in many areas such as sarees, suitings, curtains and luxurious interiors. To diversify the properties and usages silk is mixed with polyester and lyocell. The fabric is dyed with natural dyes (kum kum, indigo, barberry) as well as synthetic dyes (reactive dye (H), reactive dye (M) and sulphur dye). This mixed fabric is compared with 100% silk for some of the basic properties like absorbency, water retention, wicking, water vapour permeability, air permeability, K/S values, colour fastness and antimicrobial property. The silk mixed fabric gives the appreciable results with the 100% silk fabric.
  • Analysis of the effects of solution heat treatment and artificial aging on the microstructure of aluminum alloy A356 Articles

    Segundo, Elisa Hellen; Verran, Guilherme Ourique; Batista, Girrese de Matos

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Neste trabalho, foram investigados os efeitos dos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial (T6) sobre a microestrutura da liga 356 (Al7Si0,3Mg). Para a caracterização dos resultados, foram utilizados ensaios de microdureza e técnicas de microscopia ótica e eletrônica. Amostras fundidas da liga A356 com diferentes percentuais em peso de Mg (0,28%, 0,38% e 1%) foram solubilizadas durante 10h a 540°C e submetidas a diferentes tempos e temperaturas de envelhecimento artificial. Os resultados mostraram que a dureza aumenta com o aumento de temperatura de envelhecimento, mas apresenta uma queda brusca em amostras expostas a temperaturas mais elevadas (215°C). Quanto ao tempo de envelhecimento, foram observados incrementos nos valores de dureza para o uso de maiores tempos. Com o intuito de identificar as alterações microestruturais associadas com estas variações nas propriedades mecânicas, bem como identificar os mecanismos envolvidos, foram realizadas análises via microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Constatou-se, em função das adições crescentes de magnésio, alterações significativas na microestrutura e no endurecimento da matriz da liga A356. No entanto, os fenômenos microestruturais associados ao endurecimento por precipitação somente foram detectados usando microscopia eletrônica de transmissão, que revelou a presença dos nano precipitados responsáveis pelo endurecimento por precipitação bem como dos precipitados incoerentes com a matriz que indicam a ocorrência de superenvelhecimento.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The present study investigated the effects of solution heat treatment and artificial aging (T6) on the microstructure of the A356 (Al7Si0.3Mg) aluminum alloy. To characterize the results, micro hardness test and techniques of light and electron microscopy were used. Samples of the A356 alloy casting, with distinct weight percent of Mg (0.28, 0.38 and 1%Mg), were solubilized for 10h at 5400 C and subjected to different temperatures and times of artificial aging. The results showed that the hardness rises with increasing aging temperature, but exhibits a sharp drop in samples exposed to higher temperatures (2150 C). Regarding aging time, increments were observed in the hardness values for the use of higher aging times. In order to identify microstructural changes associated with modifications in mechanical properties and to identify the mechanisms involved, analyzes were performed by optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy. Significant changes in the microstructure and the hardening of the alloy matrix were found, as a function of increasing additions of magnesium. However, the microstructural phenomena associated with precipitation hardening were only detected by using transmission electron microscopy, which showed the presence of nano precipitates responsible for precipitation hardening as well as precipitates incoherent with the matrix, thus indicating the occurrence of overaging.
  • Polimeric composites reinforced with natural fibers from Amazon manufactured by infusion Articles

    Rodrigues, Jean; Souza, José Antônio; Fujiyama, Roberto

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O desenvolvimento de compósitos reforçados com fibras naturais se alia à nova lógica do desenvolvimento sustentável e potencializa a produção de materiais ambientalmente corretos. A chave para tornar economicamente viável e ambientalmente favoráveis estes novos materiais passa pela adaptação de técnicas consagradas de fabricação de compósitos às propriedades peculiares e intrínsecas das fibras naturais, como o processo de infusão, que por se tratar de um processamento em molde fechado contribui para a redução das emissões de voláteis ao meio ambiente na etapa de fabricação. Neste trabalho estudaram-se como as principais variáveis do processo de infusão afetam as propriedades do compósito quando são utilizadas fibras naturais como reforço de uma matriz de poliéster insaturado. Produziram-se placas reforçadas com fibras de curauá, juta e palha da costa arranjadas na forma de fios alinhados ou tecido em estilo plano sob diferentes níveis de vácuo no processamento. A elevação do nível de vácuo altera a condição de compactação das fibras modificando sua porosidade, interface fibra/matriz e consequentemente as propriedades do compósito. Os compósitos foram caracterizados quanto à sua resistência à tração, módulo de elasticidade, impacto Charpy e porosidade. Os resultados mostraram que o processo de infusão possibilitou a fabricação de compósitos com até 45% de fração volumétrica de fibra, com porosidade em torno de 2% e excelente estabilidade dimensional. Verificou-se ainda que, no geral, a elevação do nível de vácuo alterou significativamente as condições de compactação dos reforços, alterando, a depender da estrutura da fibra utilizada, a eficiência da interface matriz/reforço.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The development of composites reinforced with natural fibers is allied to the new logic of sustainable development and enhances the production of environmentally friendly materials. The key to making economically viable and environmentally friendly these new materials involves the adaptation of standard techniques of composites manufacturing to the peculiar and intrinsic properties of natural fibers, such as the infusion process which in function to be a closed mold processing helps reduce of volatile emission to the environment at the fabrication stage. In this work we have been studied as the primary variables of the infusion process affect the properties of the composite when natural fibers are used as reinforcing an unsaturated polyester matrix. They were produced plates reinforced with curaua fibers, jute and raffia arranged in form of aligned fibers or fabric in plain style under different vacuum levels in processing. The increase in the vacuum level changes the fiber compaction condition modifying its porosity, fiber / matrix interface and consequently composite properties. The composites were characterized for its tensile strength, elastic modulus, Charpy impact and porosity. The results showed that the infusion process enabled the manufacture of composites with up to 45% volume fraction of fiber, porosity about 2% and excellent dimensional stability. It was also found that, in general, raising the vacuum level significantly alter the compression ribs conditions changing, depending on the fiber structure used, the efficiency of the interface matrix / reinforcement.
  • Assessment of concrete reinforced with low content of fibres for structural purposes according to standard EN 14651-2007 Articles

    Salvador, Renan Pícolo; Fernandes, Juliana Ferreira; Figueiredo, Antonio Domingues de

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Dentre os diversos métodos de avaliação do comportamento mecânico de concreto reforçado com fibras (CRF), o ensaio proposto pela norma EN 14651-2007 é um dos mais promissores. Isto ocorre porque o mesmo é base da nova proposta dofib Model Code para o dimensionamento de estruturas utilizando o CRF. Dado que não há normas técnicas brasileiras abordando esse tipo de ensaio, é necessário empregar este método de ensaio na avaliação do CRF. Para tal, um estudo experimental foi desenvolvido focando o uso deste método de ensaio para a qualificação e dosagem de concretos reforçados com baixos teores de fibras de aço e de macrofibras poliméricas. Foram realizados ensaios de flexão de corpos-de-prova prismáticos com entalhe na face inferior, cuja função é induzir o posicionamento da fissura. Foram estudados três tipos de fibra, duas compostas de polipropileno (nas dosagens de 3,0, 4,5 e 6,0kg/m3 - correspondentes a 0,33, 0,50 e 0,66% em volume, respectivamente) e uma de aço (nas dosagens de 15, 25 e 35 kg/m3 - correspondentes a 0,19, 0,32 e 0,45% em volume, respectivamente) em uma matriz de concreto de resistência à compressão média de 35MPa. Verificou-se grande estabilidade nos resultados dos ensaios, com baixa dispersão nos resultados. Foi comprovado que é possível dosar as fibras de modo a atender diferentes níveis de requisitos estabelecidos nofib Model Code para o CRF destinado a aplicações estruturais quando são considerados os valores médios dos resultados de ensaio. Esta situação pode não se repetir quando os resultados característicos são considerados.

    Abstract in English:

    ABSTRACT There is a broad range of tests available for evaluating the mechanical behavior of fiber-reinforced concrete (FRC). The one proposed by the standard EN 14651-2007 is one of the most promising. This is due to the fact that this test method was chosen as reference in the new fib Model Code for structural design using the FRC. Since there is no standard published in Brazil regarding that kind of test, there is a need of use this test method in the evaluation of CRF. In that sense, an experimental program was carried out aiming to proceed a mix-design analysis of FRC and verify if concretes reinforced with low content of synthetic macrofibers and steel fibers could be in conformity to requirements for structural application according to the fib Model Code. Tests were performed using notched prismatic specimens, in which the formation of the crack is more stable. Three types of fiber have been evaluated, two of them were composed of polypropylene, used in the dosages of 3.0, 4.5 and 6.0kg/m3 (0.33, 0.50 and 0.66 in volume percentage) and the third one was composed of steel, used in the dosages of 15, 25 and 35kg/m3(0.19, 0.32 and 0.45 in volume percentage) in one concrete matrix of 35MPa of compressive strength. Great stability and reproducible results were achieved. It has been proven that it is possible to dose the fibers in order to meet different levels of requirements established in thefib. Model Code for FRC designated to structural purposes when considering mean values of test results. This situation can not be repeated when the characteristic results are considered in the analysis.
  • Properties of ZrO2 (Y2 O3) recycled coming of dental prosthetics production Articles

    Magnago, Roberto de Oliveira; Reis, Mario Victor dos; Mendonça, Pedro Luiz Costa; Silveira, Cristiano Augusto Manhães; Lima, Márcio Alves de; Santos, Claudinei dos

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O objetivo deste trabalho foi a recuperação de descartes de ZrO2(Y2O3) oriundos de laboratórios de próteses dentárias, a partir do seu reprocessamento. Os descartes de ZrO2(Y2O3) foram fragmentados, peneirados e calcinados a 900ºC. Pós com tamanho menor que 32μm foram prensados uniaxialmente a 100MPa e sinterizados em temperaturas entre 1400 e 1600ºC-120min. Análise de difração de raios X realizadas nos materiais calcinados indicaram a presença majoritária da fase ZrO2 tetragonal. Os compactos apresentaram densidade a verde próximo a 47% e as amostras sinterizadas tiveram sua densidade relativa variando entre 83,5% e 95%, para temperaturas de sinterização de 1400 e 1600ºC, respectivamente. Os resultados da análise de difração de raios X indicaram a presença da fase ZrO2 tetragonal, com dureza Vickers e tenacidade máxima obtidos para as amostras sinterizadas a 1600ºC, da ordem de 1100 HV e 5,7 MPa.m1/2 respectivamente.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The objective was the recovery of ZrO2(Y2O3) discarded arising from dentistry prosthetic laboratories. ZrO2(Y2O3) were fragmented, sieved and calcined at 900°C. Powders with size less than 32μm were uniaxially pressed to 100MPa and sintered at temperatures between 1400 and 1600ºC-120min. X-ray diffraction analysis performed on the calcined material showed the predominant presence of tetragonal ZrO2 phase. The green compact had the density close to 47% and sintered samples had a relative density ranging between 83.5% and 95% for sintering temperatures of 1400 and 1600ºC, respectively. The analysis results of X-ray diffraction indicated the presence of the tetragonal ZrO2 phase, with maximum Vickers hardness and toughness obtained for the samples sintered at 1600ºC, of the order of 1100 HV and 5.7 MPa.m1/2 respectively.
  • Assessment of the modulus of elasticity in concrete with high reactivity metakaolin from industry Articles

    Souza, Paulo Sérgio Lima; Dal Molin, Denise C. C.; Picanço, Marcelo de Souza; Macêdo, Alcebíades Negrão; Vasconcelos, Adriano Luiz Roma; Souza, José Victor Brasil de

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO As adições minerais são empregadas no concreto com o objetivo de melhorar algumas de suas propriedades mecânicas, bem como a sua durabilidade. Atualmente, tem-se cada vez mais adotado o uso de pozolanas de alta reatividade como ferramenta para obtenção do concreto de alta resistência (CAR). O metacaulim de alta reatividade (MCAR) é oriundo do processo de calcinação em temperaturas entre 400ºC e 950ºC e posterior processo de moagem de argilas com altos teores de caulinita, como a argila caulinítica e o caulim. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o uso do (MCAR) no concreto, visando verificar a sua influência no módulo de elasticidade do concreto. Para a obtenção desta adição mineral adotou-se como matéria-prima o rejeito proveniente da indústria do papel, que após um processo de calcinação e moagem, transforma-se no MCAR. Para a realização deste trabalho variou-se os teores de substituições de MCAR, as relações água/cimento e as idades de rompimento dos corpos-de-prova. A metodologia utilizada foi baseada em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para validação dos resultados. O estudo indicou que o efeito isolado das variáveis controladas e algumas interações entre essas variáveis influenciam nesta propriedade. Dentre esses efeitos isolados, constatou-se que as variações das porcentagens de MCAR de 0 a 20% resultam em acréscimos de até 9% no valor obtido no ensaio de módulo de elasticidade do concreto.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The mineral additives are employed in the concrete in order to improve some of its mechanical properties as well as its durability Currently, there has been increasingly adopted the use of highly reactive pozzolans as a tool for obtaining high-strength concrete (HSC). The high reactivity metakaolin (HRM) comes from the calcination process at temperatures between 400 ° C and 950 ° C and subsequent grinding process clays kaolinite with high yields, as the kaolinitic clay and kaolin. This paper aims at assessing the use of HRMK within the concrete and verifying its influence within the modulus of concrete elasticity. To obtain this mineral addition a paper industry tailing was adopted as raw material, which was then calcinated and processed in a mill to be transformed into HRMK. To accomplish this work, the content of the HRMK replacements has been varied, as well as the water/concrete ratio and the ages of disruption of the body-test. The methodology used has been based on laboratorial assays and statistical tools in order to validate the outcomes. The study concludes that the isolated effect of the controlled variables and some interactions between these variables influenced the concrete's elasticity.
  • Influência na microestrutura e na microdureza decorrente da adição de 4%Ag na liga Al-4%Cu solidificada unidirecionalmente Articles

    Faria, Jonas Dias; Brito, Crystopher Cardoso de; Costa, Thiago Antônio Paixão de Sousa; Verissimo, Nathália Carolina; Santos, Washington Luis Reis; Dias Filho, José Marcelino da Silva; Garcia, Amauri; Cheung, Noé

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Diversas aplicações industriais, tais como nos setores automotivo e aeronáutico, que necessitam de resistência e tenacidade, utilizam ligas do sistema Al-Cu. As ligas do sistema ternário Al-Cu-Ag são empregadas como modelo para o estudo de ligas eutéticas ternárias, além do uso em certo número de aplicações técnicas. Estudos relacionados aos efeitos da adição de Ag em ligas do sistema Al-Cu solidificadas em regime transitório, sob aspectos microestruturais e de microdureza, não são encontrados na literatura. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho consiste na investigação dos efeitos da adição de 4%Ag na liga Al-4%Cu solidificada unidirecionalmente no sentido vertical ascendente em regime transitório, abordando análises de microestrutura, microdureza e parâmetros de solidificação dados pela velocidade de crescimento (VL) e pela taxa de resfriamento (Ṫ). São apresentadas leis experimentais para as ligas Al-4%Cu e Al-4%Cu-4%Ag que correlacionam os espaçamentos dendríticos primário (λ1) e secundário (λ2) com VL e Ṫ. Foram realizadas análises de Difração de Raios-X (DRX) para a caraterização das fases cristalinas dos compostos presentes na microestrutura das ligas. O difratograma da liga binária mostrou a presença dos intermetálicos θ-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 e Al6Fe e, para o caso da liga ternária, adicionalmente foi detectado o intermetálico µ-Ag3Al. Composições químicas de regiões do contorno da dendrita, assim como de seu interior, foram obtidas com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura (MEV) acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva (EDS). Diversas posições ao longo do lingote foram analisadas através da técnica de Fluorescência de Raios-X (FRX) com objetivo de se detectar a existência de macrossegregação. Constatou-se que a microdureza não é influenciada pelas duas formas de espaçamentos da matriz rica em Al. Os intermetálicos ρ-Ag2Al e µ-Ag3Al são responsáveis pelo aumento de dureza devido a sua interação com o espaçamento dendrítico terciário e outros intermetálicos.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Al-Cu alloys are used in several industrial applications, such as automotive and aerospace manufacturing, which demand mechanical strength and toughness performances. The Al-Cu-Ag ternary alloy system has been investigated to obtain a better understanding on ternary eutectic alloys besides its inherent applications. However, studies concerning the effects on microstructure and hardness due to Ag addition on Al-Cu alloys solidified under transient conditions, are not found in literature. In this sense, the main objective of this work consists in investigating the solidification parameters such as growth (VL) and cooling (Ṫ) rate, microstructure and microhardness regarding the effects of adding 4wt% Ag on a Al-4wt%Cu alloy unidirectionally solidified vertically upwards under unsteady-state solidification conditions. Experimental growth laws correlating the primary (λ1) and secondary (λ2) dendritic spacings with growth and cooling rate are proposed for Al-4wt%Cu and Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloys. X-Ray Diffraction (XRD) analyses were performed in order to determine the crystalline phases of the compounds present in the alloys microstructure. The diffractogram of the binary alloy showed the presence of θ-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 and Al6Fe intermetallics and, for the case of the ternary alloy, the µ-Ag3Al intermetallic was detected. Chemical compositions at the boundary regions of the dendrite as also inside the dendrite were obtained using scanning electron microscope (SEM) connected to an Energy-Dispersive Spectrometer (EDS) system. Several positions along the ingot were analyzed through the X-Ray Fluorescence (XRF) technique permitting the detection of macrosegregation occurrence. It is shown that the microhardness is not influenced by both spacing patterns of the Al-rich matrix. The ρ-Ag2Al and µ-Ag3Al intermetallics are responsible for the increase in hardness due to the interaction with ternary dendrite arm spacing and other intermetallics.
  • Influence of the type of mortar and its fresh properties on the mechanical properties of concrete blocks structural masonry for high-rise buildings Articles

    Schankoski, Rudiele Aparecida; Prudêncio Jr., Luiz Roberto; Pilar, Ronaldo

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O uso da alvenaria estrutural de blocos de concreto na construção de edifícios altos tem aumentado nos últimos anos em função da economia e racionalização que proporciona aos empreendimentos. Nessa busca pela otimização dos processos, o emprego de novos materiais, como as argamassas industrializadas, tem aumentado significativamente. Essas argamassas geralmente possuem aditivos na sua constituição, e apresentam vantagens de utilização, pois reduzem a responsabilidade de dosagem em obra, facilitam a gestão do canteiro e agilizam o processo de mistura e aplicação. Entretanto, em função da presença de aditivos, estudos indicam que essas argamassas, quando usadas para assentamento de blocos para alvenaria estrutural de resistências elevadas, podem não apresentar aderência adequada ao bloco, além de diminuir drasticamente o fator de eficiência e mudar o mecanismo de ruptura da alvenaria, que passa a ser por esmagamento da junta. Diante disso, foi estudado o desempenho de argamassas industrializadas ofertadas no mercado bem como traços de argamassas mistas empregados no Brasil para alvenarias estruturais de blocos de concreto de elevada resistência à compressão (16 Mpa), para construção de edifícios altos em alvenaria estrutural. A análise baseou-se na resistência à compressão, aderência e mecanismo de ruptura de prismas. Com base nas propriedades desejadas para argamassas empregadas em alvenaria estrutural de edifícios altos, o estudo concluiu que as argamassas mais comumente utilizadas no Brasil, não possuem a capacidade de gerar alvenarias com desempenho totalmente satisfatório.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The use of concrete blocks masonry for the construction ofhigh-rise, multi-storey buildings has intensified in recent years due to the economy and good performance that gives to the enterprises. In this search for optimization of the processes, the use of new materials such as industrialized mortar has increased significantly. These mortars often contain admixtures in their composition, and their use are advantageous, since they reduce the responsibility for dosage at the construction site, making easier the management of the construction, and speeding the mix process and application. However, due to the presence of admixtures, studies indicate that these mortars, when used for laying blocks for structural masonry, may not provide adequate adhesion between the block and the mortar joint, and drastically reduces the efficiency factor and change the mechanism of rupture of masonry, into crushing of the joints. Thus, this study aims at studying the performance of industrial mortars offered in the market, as well as the mix proportion of mixed mortars usually adopted in Brazil, when used for laying structural masonry made of high strength concrete blocks (16 MPa), for construction of high-rise buildings in structural masonry. The analysis was conducted based on results of compressive strength, adhesion and the mechanism of rupture of prisms. Considering all the desired properties for structural masonry's mortars used in high-rise buildings, the main features of mortars and dosage used nowadays in Brazil do not meet the requirements to generate fully satisfactory performance of the masonry.
  • Characteristics of one forging microalloyed steel API 5L Articles

    Itman Filho, André; Scardua, Suzana Souza Silva; Silva, Rosana Vilarim da; Martins, João Batista Ribeiro

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Nos aços microligados da série API (American Petroleum Institute) utilizados na fabricação de dutos de grande diâmetro, a resistência mecânica deve ser suficiente para suportar as elevadas pressões do fluido transportado na indústria petroquímica. O aumento da resistência mecânica e da tenacidade para permitir a operação da linha em pressões mais elevadas, sem a ocorrência de colapso da estrutura, é o principal requisito para os aços utilizados nestes dutos. No Brasil, as empresas produzem estes aços por meio da laminação de tiras a quente ou chapas grossas, com adição de nióbio, titânio e vanádio, conforme os requisitos da norma API 5L. Considerando a complexidade geométrica dos componentes utilizados na indústria petroquímica, tais como flanges e centralizadores de tubos, é importante desenvolver um processo alternativo para fabricação de acessórios com as exigências desta norma. Dentro deste contexto e com o objetivo de avaliar novas técnicas de processamento, foi elaborado um aço com composição química similar à de um API 5L X70. O metal líquido foi vazado em uma lingoteira e forjado em barras com secção quadrada. As barras foram recozidas e amostras foram cortadas para confecção de corpos de prova que foram submetidos à têmpera e revenimento em diferentes temperaturas. As análises microestruturais e propriedades mecânicas de dureza e tração, após os tratamentos térmicos, foram comparadas às existentes na literatura para tubos de aços laminados. Os resultados mostram que as condições dos tratamentos térmicos são importantes para desenvolver uma rota alternativa de forjamento controlado, para aços com características da norma API 5L.

    Abstract in English:

    ABSTRACT In API (American Petroleum Institute) microalloyed steels used in the manufacture of large diameter pipelines, the mechanical properties must be sufficient to withstand the high pressure of the transported fluid in the petrochemical industry. The increased of yield strength and toughness to allow operation at higher line pressure, without collapse of the structure, is the main requirement for these steels. In Brazil, industries produce these steels by hot rolling of strips or plates, with the addition of niobium, titanium and vanadium, as the requirements of API 5L standard. Due to the geometric complexity of the components, such as flanges and pipes connections, it is important to develop an alternative process for the manufacture of these accessories. Regarding this context and in order to evaluate a new processing, one steel was developed with chemical composition as an API 5L X70. The liquid metal was poured into an ingot mold and forged bars were manufactured with square section. The bars were annealed and samples were cut. The samples were submitted to quenching and tempering at different temperatures. Hardness measurements, microstructural analysis and mechanical properties, after quenching and tempering treatments were compared with literature results for the rolled steel tubes. Preliminary results show that the heat treatments conditions are important to develop an alternative route by controlled forging for steels, with standard API 5L characteristics.
  • Thermal behavior of masonry building fence to brazilian climate zone 2 Articles

    Santos, Joaquim César Pizzutti dos; Kothe, Kamila Kappaun; Mohamad, Gihad; Vaghetti, Marcos Alberto Oss; Rizzatti, Eduardo

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Este trabalho apresenta os resultados de um estudo de caso que teve por objetivo efetuar uma avaliação comparativa do comportamento térmico de edificações executadas com fechamentos em alvenaria estrutural com o uso de blocos cerâmicos e de concreto. Essa avaliação foi realizada a partir de medições de temperaturas externas e internas, simultaneamente obtidas em duas edificações, entre as quais o diferencial construtivo era apenas o tipo de bloco estrutural utilizado nos fechamentos. Essas edificações localizam-se no mesmo lote, com a mesma posição de implantação na cidade de São Leopoldo-RS, na Zona Bioclimática 2 brasileira. As medições foram efetuadas em dois períodos, uma no inverno e outra no verão, utilizando registradores de temperatura colocados no segundo pavimento e na cobertura, posicionados em ambientes com diferentes orientações solares. Foram analisadas as influências de três variáveis sobre o comportamento térmico: do tipo de bloco, da orientação solar dos fechamentos dos ambientes e dos ganhos térmicos pela cobertura. Como conclusão, observou-se que, tanto no período de inverno como no de verão, ocorreram pequenas diferenças nas temperaturas internas entre os dois edifícios monitorados, indicando pouca influência do tipo de bloco empregado nos fechamentos sobre o comportamento térmico da edificação. As maiores temperaturas e o menor amortecimento térmico ocorrem, no inverno, nos ambientes com parede cega com maior incidência solar, para o norte, e no verão com parede cega para o sul, salientando a importância da incidência da radiação solar sobre os fechamentos opacos. Também, foi observada a influência da cobertura no comportamento térmico, sendo medidas temperaturas mais elevadas e uma maior amplitude térmica nos ambientes do último pavimento das duas edificações, tanto no inverno como no verão.

    Abstract in English:

    ABSTRACT This work aims to evaluate a case study of thermal behavior of ceramic and concrete block masonry fences for Brazilian climate zone two. In-place measurements of outside and inside temperature were carried out to obtain the influence of the fences built with ceramic or concrete block. The buildings are localized in the same position at the city of São Leopoldo-RS. The measurements were taken in two periods in winter and summer, using temperature recorders placed on the second floor and rooftop. There were analyzed the influences of three variables on thermal behavior: type of block, solar orientation and the thermal gains of the roof. As a conclusion of this research, it was observed a small difference in the internal temperature for both building in winter and summer, indicating a little influence of the type of the block on the thermical behavior of the fences. The highest temperatures and the lower thermal damping occurred in winter for the walls with higher solar incidence to north and, for summer, for the blind south wall, emphasizing the importance of the solar radiation incidence for the opaque fences. It was obtained in winter and summer a high temperature and a wider thermal range for the roof.
  • Simulation in service of young teak wood floors Articles

    Blanco-Flórez, Jeimy; Silva, José Reinaldo Moreira da; Braga, Pedro Paulo de Carvalho; Lima, José Tarcisio; Trugilho, Paulo Fernando

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Pisos de madeira maciça possuem características de resistência mecânica que permitem sua utilização em determinado tipo de tráfego. A densidade e dureza do material são os principais indicadores de desempenho do tipo de madeira, mas devido a sua natureza, ela esta sujeita a riscos, danos por queda de objetos, arraste, desgaste por tráfego de pessoas, os quais afetam a sua estética, desempenho, entre outros. Espécies nativas provenientes da Amazônia são as principais usadas no Brasil para a fabricação de pisos de madeira, no entanto, existem espécies oriundas de reflorestamento com potencial de utilização para este tipo de uso. Ensaios de simulação em serviço se constituem em importante ferramenta de avaliação da qualidade de pisos de madeira como forma de antecipar à resposta em termos de desempenho em uso. Nesse sentido, este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o comportamento em serviço de pisos de madeira jovem de Tectona grandis a partir de ensaios de simulação em laboratório e recomendar o tipo de tráfego possível para a utilização desta madeira, visando subsidiar uma utilização potencial desse material na fase juvenil, que é amplamente plantado no Brasil. Realizaram-se ensaios de simulação em serviço (ASTM D2394-05) por meio de avaliação da resistência a esforços de carga rolante, endentação aplicada em pequenas áreas, impacto da esfera de aço, abrasão, determinação do coeficiente de atrito e rugosidade da superfície. Os resultados determinaram resistência baixa para endentação e impacto da esfera de aço, resistência moderada a esforços de carga rolante e resistência satisfatória para abrasão com potencial de utilização em tráfego leve a moderado para uso doméstico. O acabamento influenciou no coeficiente de atrito e na rugosidade da madeira

    Abstract in English:

    ABSTRACT Hardwood floors has mechanical strength characteristics that allow its use in certain types of traffic. The basic density and hardness of the material are the main wood type of performance indicators, but due to its nature, it is subject to risks, damage by falling objects, drag, wear foot traffic, which affect its aesthetic and performance. Native species from the Amazon are the main used in Brazil for the manufacture of wood floors, however there are species from reforestation with potential use for this type of use. Simulated serving tests constitute an important quality assessment tool wood floors as a way to anticipate the response in terms of performance. In this sense this work was performed in order to evaluate the behavior in service of young hardwood floorsTectona grandis and thus support the potential use of this species widely planted in Brazil. There were simulated in-service testing (ASTM D2394-05) by evaluation of resistance to rolling load, indentation applied in small areas, falling-ball indentation, abrasion, friction coefficient, and determining surface roughness. The results showed low resistance to indentation applied in small areas and falling-ball indentation, moderate resistance to rolling load, favorable resistance to abrasion with potential for use in light to moderate traffic for domestic use. Finishing influenced the friction coefficient and surface roughness of wood.
  • Longitudinal growth stress and mechanical properties of wood fromEucalyptus spp. clones Articles

    Beltrame, Rafael; Peres, Matheus Lemos de; Delucis, Rafael de Avila; Freitas, Danilo Leão de; Gatto, Darci Alberto; Haselein, Clovis Roberto

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Em vista da crescente utilização da madeira de eucalipto no setor industrial e da frequência com que ocorrem defeitos de crescimento e secagem, se devem ao fator espécie. O presente estudo objetivou analisar características tecnológicas da madeira de clones do gênero Eucalyptus. Foram selecionados 29 clones aos três e sete anos de idade no município de Tapes, Rio Grande do Sul. Nas árvores em pé e vivas, foi avaliada a deformação residual longitudinal (DRL) por meio de extensômetro CIRAD - Forêt, bem como a velocidade de propagação de ondas de ultrassom (Vsom), parâmetros os quais originaram resultados de Tensão de Crescimento Longitudinal (TCL). Foram confeccionados corpos de prova para a avaliação das propriedades físicas da madeira como: massa específica básica e básica ponderada e velocidade de propagação de ondas de ultrassom. Também propriedades mecânicas de resistência e rigidez, obtidas pelos ensaios de flexão estática, compressão paralela às fibras, cisalhamento e dureza Janka, sendo que para os ensaios de propagação de onda ultrassonora e de flexão estática, foram propostos dois teores de umidades distintos (12% e umidade de saturação). Foram calculados os módulos de elasticidade dinâmicos pela técnica ultrassonora para as duas condições de umidade, sendo que os parâmetros mecânicos avaliados na condição de saturação também foram empregados no cálculo da tensão de crescimento longitudinal (TCL1 e TCL2). Em relação à massa especifica e às propriedades mecânicas, destacaram-se os clones 1 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus maidenii), 23 (Eucalyptus saligna x Eucalyptus saligna) e 24 (Eucalyptus saligna x Eucalyptus saligna). Já do ponto de vista dos níveis de DRL, ressaltaram-se os clones 68 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus) e 72 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus), os quais podem ser indicados para o melhoramento genético tendo em vista à propensão a incidência de defeitos oriundos das tensões de crescimento.

    Abstract in English:

    ABSTRACT With the increasing use of eucalypt wood in the industrial sector and against the high occurrence of growth defects and drying, which are due to the specie factor. The present study aimed to analyze technological characteristics of clones from Eucalyptus genus. 29 clones with three and seven years were selected in Tapes, state of Rio Grande do Sul. Longitudinal residual strain (LRS) in standing and vivid trees was evaluated using an extensometer CIRAD - Forêt and an ultrasound to obtain the velocity of propagation of ultrasound waves (Vsom), parameters that were used to determine longitudinal growth stress (LGS). Samples were prepared to determine the physical properties: basic specific gravity, weighed basic specific gravity and velocity of propagation of ultrasound waves. Strength and stiffness at static bending, compression parallel to the grain and Janka hardness tests were determined. Two different levels of moisture content (12% and saturation) for ultrasound and static bending tests e testing were proposed. Dynamic modulus of elasticity by ultrasound technique were determined for the two moisture conditions; and the mechanical parameters evaluated at saturation condition were also used in the determination of the longitudinal growth stress (LGS1 and LGS2). Regarding to the specific gravity and mechanical properties, the highlights were clone 1 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus maidenii), clone 23 (Eucalyptus saligna x Eucalyptus saligna) and clone 24 (Eucalyptus saligna x Eucalyptus saligna). From the point of view of the levels of DRL, clone 68 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus) and clone 72 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus) may be suitable for breeding due to the tendency of the incidence of defects from the growth stresses.
  • Study the feasibility of using natural stone polishing residue in porcelain Articles

    Chinelatto, Adriana Scoton Antonio; Chinelatto, Adilson Luiz; Ferreira, Dannilo Eduardo Munhoz; Gralik, Guilherme

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Porcelanas são cerâmicas multifásicas produzidas a partir de matérias-primas naturais e utilizadas na fabricação de uma grande variedade de produtos. Este trabalho teve como objetivo verificar a viabilidade da substituição total e parcial do feldspato presente na formulação de porcelanas, por resíduo de rochas ornamentais oriundo do processo de polimento de uma empresa de médio porte. As matérias-primas selecionadas foram cominuídas em moinho de bolas a úmido e posteriormente peneiradas em malha 80 mesh. Foram realizadas análises de fluorescência de raios X, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e também distribuição de tamanho de partículas. Para avaliar os efeitos desta substituição foram formuladas quatro composições variando a quantidade de resíduo em substituição ao feldspato, nestas amostras foram feitas análises de distribuição de tamanho de partículas, posteriormente os corpos de prova foram prensados e sinterizados em temperaturas que variaram de 1100 a 1250°C em forno elétrico resistivo com patamar de 2 horas. A caracterização das porcelanas foi feita por medidas de porosidade aparente, absorção de água e densidade aparente pelo método de Arquimedes, também foram realizadas medidas de resistência mecânica feita por flexão em três pontos, difração de raios X para a análise das fases formadas e microscopia eletrônica de varredura para a análise microestrutural. Os resultados mostraram que é viável a substituição do feldspato por resíduo de polimento de rochas ornamentais, uma vez que as propriedades físicas das porcelanas como absorção de água e resistência mecânica são pouco alteradas. Além disso, a adição de resíduo diminui as temperaturas necessárias para sinterização, sendo no entanto, necessário, ter maior controle dessa temperatura no processo produtivo, devido ao menor intervalo de queima.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Porcelains are multiphase ceramics produced from natural raw materials and used in manufacturing a wide variety of products. This study aimed to verify the feasibility of the total and partial replacement of feldspar present in the formulation of porcelain by ornamental stones residue coming from the polishing process of a medium-sized company. The materials selected were comminuted in the wet ball mill and subsequently sieved through 80 mesh Fluorescence X-ray analysis, scanning electron microscopy and also particle size distribution were made. They were formulated four compositions by varying the amount of residue replacing feldspar. In these samples the particle size distribution analyzes were performed and subsequently the samples were pressed and sintered at temperatures ranging from 1100 to 1250°C in resistive electric oven for 2 hours. The porcelains characterizations were made by apparent porosity, water absorption and apparent density by the Archimedes method; mechanical resistance measurements were also performed made by bending at three points; X-ray diffraction for the analysis of the phases, and scanning electron microscopy for microstructural analysis. The results showed that it is feasible to replace the feldspar for ornamental rocks polishing residue, since the physical properties of the porcelain as water absorption and mechanical strength and are slightly changed. Furthermore, the addition of residue reduces the sintering temperature, however, it is necessary to have greater control of this temperature in the production process due to the lower firing range.
Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro, em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 Av. Moniz Aragão, 207, 21941-594, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, Tel: +55 (21) 3938-8791 - Rio de Janeiro - RJ - Brazil
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