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metadata.dc.type: Tese
Issue Date: 5-Jul-2016
metadata.dc.creator: MIRANDA, Rossana Martins
metadata.dc.contributor.advisor1: SOUZA, José Antônio da Silva
Title: Desenvolvimento de uma estrutura sanduíche de base polimérica, produzida com resíduos das indústrias de mineração e metalurgia, para aplicação como painel divisório de ambientes internos na construção civil
Other Titles: Development of a sandwich structure based polymer, produced with mining and metallurgical industrial solid waste, for application as internal partition panel in construction
Citation: MIRANDA, Rossana Martins. Desenvolvimento de uma estrutura sanduíche de base polimérica, produzida com resíduos das indústrias de mineração e metalurgia, para aplicação como painel divisório de ambientes internos na construção civil. 2016. 185 f. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2016. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia.
metadata.dc.description.resumo: A pesquisa propôs o aproveitamento de resíduos sólidos da indústria regional de mineração e metalurgia do caulim e da bauxita em um compósito em estrutura sanduíche para aplicação como painel divisório de ambientes internos. A lâmina da estrutura sanduíche foi constituída de uma matriz de poliéster insaturada, tela dupla de juta, e 20% em massa do poliéster de resíduo de caulim e, o núcleo da estrutura, de poliuretano expansivo e lama vermelha (resíduo do processamento da bauxita para obtenção da alumina), em porcentagens 0% a 50% em massa da resina de PU (variando de 10 em 10%), totalizando 6 tratamentos diferentes. Os ensaios realizados foram os seguintes: de massa específica da lâmina da estrutura sanduíche (ASTM C271/271M – 11), de massa específica aparente (MEA) da estrutura sanduíche, de porosidade aparente (PA) da estrutura sanduíche, de tração na lâmina da estrutura (ASTM D5083-10), de tração transversal na estrutura sanduíche (ASTM C297/C297M - 04), de compressão longitudinal na estrutura sanduíche (ASTM C364/C364M–07), de compressão transversal na estrutura sanduíche (ASTM C365/C365M – 11a), de flexão por três pontos na estrutura sanduíche (ASTM D7250/D7250M – 06 e ASTM C393/C393M – 11), de impacto Charpy na estrutura sanduíche (ASTM D6110 – 10), de flamabilidade na lâmina e na estrutura sanduíche (UL 94 - 96) e de perda de transmissão sonora na estrutura sanduíche (ISO 140-3:1995 - E). Os resultados indicaram que a escolha de matrizes poliméricas foi apropriada para uma das características principais de uma estrutura sanduíche, que é a redução de peso, principalmente quanto à utilização da resina de poliuretano expansiva no núcleo. O incremento da lama vermelha não contribuiu para um aumento significativo da massa específica aparente da estrutura. O resíduo do caulim aumentou a resistência à tração na lâmina. O incremento da lama vermelha diminuiu as resistências à tração transversal, à flexão e ao impacto na estrutura. Quanto às compressões longitudinal e transversal na estrutura, o incremento na concentração de lama vermelha não influenciou nesses resultados, somente o acréscimo da lama vermelha diminuiu a resistência da estrutura sanduíche no primeiro ensaio e aumentou a resistência da mesma no segundo ensaio. A alta flamabilidade do PU foi retardada por ter sido enclausurado pelas lâminas de poliéster e resíduo de caulim, comprovando que esse resíduo apresenta propriedade de retardante de chama e quanto ao ensaio de perda de transmissão acústica, o incremento de lama vermelha aumentou a perda até a concentração de 20%, depois, ficou estabilizada em 25 dB (STC) até os 50% de lama. O material, como um todo, apresentou característica de uma estrutura sanduíche, com um núcleo de baixa massa específica, contribuindo para a redução de peso da estrutura e de lâminas de maiores resistências, que proporcionaram ao compósito a funcionalidade estrutural desejada de um painel divisório de ambientes internos.
Abstract: The rechearch proposed to use solid wastes from kaolin and bauxite mining and metallurgical regional industries in a composite of sandwich structure to apply as internal divider panel environments. The blade was of unsaturated polyester matrix, double jute fabric and, kaolin waste (20 wt% polyester) and, the core, of polyurethane expansive and red mud (bauxite waste at process to get alumina), from 0 to 50 wt% PU (increasing by 10 to 10 wt%), in a total of 6 different treatments). The tests carried out were: blade density (ASTM C271/271M – 11), sandwich structure bulk density apparent, sandwich structure porosity, tensile test on the blade (ASTM D5083-10), flatwise tensile test on sandwich structure (ASTM C297/C297M - 04), edgewise compressive test on sandwich structure (ASTM C364/C364M–07), flatwise compressive test on sandwich structure (ASTM C297/C297M - 04), 3-point flexural test on sandwich structure (ASTM D7250/D7250M – 06 e ASTM C393/C393M – 11), Charpy impact test on sandwich structure (ASTM D6110 – 10), flammability test on blade and on sandwich structure (UL 94 - 96) and sound transmission loss test on sandwich structure (ISO 140-3:1995 - E). The results indicated that the choise of polymeric matrices was suitable to reduce weight of such structure mainly the use of a PU expansive. Increasing red mud not contributed to significant increase of sandwich structure bulk density apparent. Kaolin waste reinforcement increased resistance to blade on tensile test. Red mud reinforcement reduced sandwich structure resistance on flatwise tensile, flexural and impact tests. Increasing of red mud didn’t influenced sandwich structure edgewise compressive and flatwise compressive tests but, but it´s use at this sandwich structure, decreased their resistance at the first test and increased at the second test. The PU high flammability was delayed for being cloistered by two blades of polyester and kaolin, proving flame retardant property of kaolin waste. And about sound transmission loss test, the increase of red mud increased that until 20% concentration, after this, stabilized at 25 dB (STC) until 50% red mud. The composite, as a whole, presented feature of a sandwich structure, with a low density core, contributing to reduce structure weight and with higher resistant blades, providing it the desired structural feature to be a divider indoor panel.
Keywords: Engenharia de materiais
Painel sanduíche
Lama vermelha
Caulim
Bauxita
Juta
Poliuretano
Poliéster insaturada
Material compósito
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

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