Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua

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Amido termoplástico: obtenção de nanocompósitos de amido de araruta termoplastificado com nanopartículas de óxido de zinco
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-07) PINTO, Bianca Corrêa; PAULA, Marcos Vinícius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; MAIA, Ana Áurea Barreto; http://lattes.cnpq.br/0820112425394964; https://orcid.org/0000-0002-1880-1442
A busca por novos materiais com desempenho comparável aos sintéticos tem impulsionado o desenvolvimento de materiais sustentáveis e biodegradáveis. A crescente demanda tem estimulado a criação de materiais inovadores, como filmes à base de amido, biopolímeros e outros, que oferecem excelentes propriedades mecânicas e de barreira, sendo ambientalmente amigáveis. Para atingir níveis mais altos de sustentabilidade, os filmes à base de amido, enriquecidos com novos componentes, ganham destaque como possíveis candidatos para aplicações em embalagens alimentares. Nesse contexto, o presente estudo visa obter e caracterizar nanocompósitos termoplastificado com amido de araruta (TPA) e nanopartículas de óxido de zinco (NPs ZnO) em diferentes proporções (1%, 3% e 5%). Filmes sem NPs ZnO foram usados como controle. Os filmes de amido termoplastificado foram elaborados por meio da técnica casting solution (evaporação por solvente). Eles foram avaliados quanto à concentração de NPs ZnO, sendo também submetidos às técnicas laboratoriais, como teste de umidade, solubilidade e intumescimento. Além disso, foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios de tração, deformação na ruptura e módulo de elasticidade. Para o ensaio de umidade, os resultados revelaram que a adição de 1, 3 e 5% de NPs ZnO à matriz polimérica proporcionou a diminuição gradual do percentual da umidade quando comparados ao filme de TPA controle. Atribui-se a este fato a interação interfacial entre as NPs ZnO e a matriz do amido de araruta, que por sua vez, dificulta a interação das moléculas de água com o filme de nanocompósitos. Para o percentual de solubilidade dos filmes, percebeu-se pequena alteração após a adição das NPs ZnO a matriz do amido, o que se torna importante para a manutenção de produtos armazenados nas embalagens de alimentos como também a estabilidade dos filmes poliméricos. Quanto ao teste de intumescimento, para os filmes de TPA 1%, TPA 3% e TPA 5%, verifica-se que ao se adicionar as NPS, os mesmos apresentaram variações menores comparado ao filme TPA contendo apenas o amido de araruta na matriz polimérica. Diante do exposto, as micrografias obtidas pelo MEV revelaram a presença de agregados randomicamente dispersos de NPs ZnO na matriz polimérica do amido de araruta. Os ensaios de propriedades de tensão foram conduzidos em 5 replicatas, com uma velocidade de 5 mm/min. O filme TPA apresentou uma média de 0,34 MPa e 59,80% para resistência à tração e deformação na ruptura, respectivamente. A incorporação de nanopartículas de ZnO à matriz de amido de araruta resultou em um aumento na resistência à tração e deformação dos filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% em comparação com o filme TPA. As médias de resistência para os filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% foram de 0,42 MPa, 0,45 MPa e 0,60 MPa, respectivamente. Além disso, as médias de deformação na ruptura para os filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% foram 77,14%, 86,34% e 86,05%, respectivamente. Os espectros de FTIR, exibiram o mesmo comportamento espectral. Este fenômeno é decorrente da presença de alto teor de amido na matriz polimérica dos filmes. A estabilidade térmica para os filmes TPA, TPA1%, TPA 3% e TPA 5% foi investigada através da análise termogravimétrica (TGA). Os resultados obtidos para os filmes de TPA1%, TPA 3% e TPA 5% apresentou dados semelhantes a estabilidade térmica do filme TPA e mostraram que a adição das NPs ZnO à matriz polimérica não provocou diminuição significativa dos mesmos. Os resultados mostraram que é possível a utilização dos filmes produzidos neste trabalho no setor de embalagens.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação microestrutural e mecânica das fibras de cotia e dos compósitos de matriz poliéster
(Universidade Federal do Pará, 2025-01-20) NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa; OLIVEIRA, Michel Picanço; http://lattes.cnpq.br/6383844066460475; https://orcid.org/0000-0001-9241-0194; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
A busca por materiais sustentáveis e de baixo custo tem impulsionado o uso de fibras naturais no desenvolvimento de compósitos poliméricos, devido às suas propriedades mecânicas e sustentáveis. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo estudar e caracterizar uma nova fibra natural, além estudar as propriedades mecânicas dos compósitos confeccionados com fibras in natura (FC) e mercerizadas (FM) em percentual volumétrico de 10, 20 e 30%. As fibras e os compósitos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória (DSC), Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia Raman, além de caracterização mecânica. A caracterização física das fibras indicou uma densidade média em torno de 0,34 g/cm3. O FTIR das fibras FC e FM indicaram modificações químicas estruturais, que foram confirmadas com Raman, MEV e EDS. A estabilidade térmica da fibra de Cotia in natura aproximou-se das temperaturas de 145 e 272 ºC. As propriedades mecânicas das fibras FC e FM presentaram resistência média em torno de 151,32 e 99,98 MPa, respectivamente. O FTIR e o Raman dos compósitos apontaram poucas mudanças relacionadas à variação do tratamento químico, mas diferenças quando percentuais de fibras eram adicionadas. Os resultados de tração e flexão indicaram que as fibras FC são mais resistentes e rígidas, em relação a matriz, do que as fibras modificadas. O MEV confirmou a existência de defeitos e falhas que originaram a ruptura precoce dos compósitos com fibras FM. A ANOVA de F único e duplo confirmaram que ambos os fatores, modificação química e incremento em percentual volumétrico, tiveram impacto nas propriedades finais. Embora os resultados das fibras FM não tenham causado impacto positivo, as propriedades das fibras in natura destacam-se como reforços eficientes para aplicação em engenharia.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de Redes Semi-Interpenetrantes de PCL-pHEMA-copaíba para potencial uso com scaffolds na Engenharia de Tecidos
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-22) LIMA, Tainara de Paula de Lima; PASSOS, Marcele Fonseca; http://lattes.cnpq.br/0588450144351187; https://orcid.org/0000-0002-5616-2127
A engenharia de tecidos atua como uma alternativa para substituir órgãos e tecidos do sistema biológico que foram afetados por alguma enfermidade. Torna-se necessário, portanto, estudar com profundidade o tipo de material que será usado como scaffold. Entre os materiais nessa área, destacam-se os polímeros e hidrogéis, como: a poli (ε-caprolactona) (PCL) e o poli (2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA), respectivamente. A PCL é um polímero biorreabsorvível, biodegradável e biocompatível, no entanto, é hidrofóbica. Por outro lado, o pHEMA é um hidrogel biocompatível e hidrofílico, mas não apresenta boa degradabilidade. Além disso, é possível intercalar compostos bioativos, através do uso de óleos vegetais amazônicos, nessas estruturas, para potencializar, ainda mais, a regeneração do tecido e combater possíveis infecções por microrganismos. Visto isso, portanto, esse trabalho objetivou a obtenção e caracterização de redes semi-IPN de PCL-PHEMA-copaíba para uso como scaffolds na engenharia de tecidos, usando a técnica de rotofiação. Os resultados demonstraram, com sucesso, o processamento de fibras PCL (com e sem óleo de copaíba) e a formação de redes semi-IPN PCL-C-PHEMA. A cromatografia gasosa confirmou a presença de componentes bioativos no óleo essencial de copaíba, sendo majoritário o (β)-cariofileno (40,75%). O espectro de FTIR mostrou interações dos grupos funcionais dos materiais, confirmando a incorporação do óleo na estrutura da PCL e a formação de redes semi-interpenetrantes. As micrografias e topografias revelaram microfibras emaranhadas e desorganizadas em todas as amostras, com diferentes diâmetros, porosidades e rugosidades. As amostras de PCL, PCL-C, e PCL-C-PHEMA apresentaram variação de diâmetros de fibras em torno de 18,40 a 19,50 μm, 3,11 a 24,44 μm, e 6,29 a 8,14 μm, respectivamente. As análises do ângulo de contato ( PCL: 86,96°, PCL-C: 93,99°, PCL-PHEMA: 29,42°, e PCL-C-PHEMA: 56,02°) e teste de inchamento ( PCL: 4,49%, PCL-C: 2,73%, PCL-PHEMA: 21,57%, e PCL-C-PHEMA: 10,11%) demonstraram que a adição do hidrogel à estrutura do PCL otimizou as propriedades hidrofílicas do material. Os ensaios sol-gel indicaram que os materiais PCL-PHEMA e PCL-C-PHEMA apresentaram 73,5 e 74,3% de fração gel, respectivamente. Os termogramas confirmaram que o material não sofreu alteração significativa na estabilidade térmica com a adição do hidrogel e do óleo. Testes microbiológicos confirmaram a ação antimicrobiana do óleo de copaíba e dos scaffolds (PCL-C-PHEMA e PCL-C) contra bactéria gram-positiva Staphylococcus aureus, com halo de inibição de 9, 7, e 5 mm, respectivamente. E os ensaios de citotoxicidade concluíram que os scaffolds de PCL, PCL-PHEMA e PCL-C apresentaram boa viabilidade celular, todavia torna-se necessário otimizar o processo de fotopolimerização da rede semi-IPN, haja vista que os materiais PCL-C-PHEMA deram moderada toxicidade. Espera-se, por fim, que um novo biomaterial seja desenvolvido para uso na engenharia de tecidos valorizando o uso de recursos naturais amazônicos.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de sensor piezorresistivo nanoestruturado impresso em 3D
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-05) QUARESMA, Luciano José Barbosa; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653; FEIO, Waldeci Paraguassu; http://lattes.cnpq.br/3512689932467320; https://orcid.org/0000-0003-4980-4694
O surgimento de fábricas inteligentes baseadas na Indústria 4.0 aumenta a automação e a otimização dos processos industriais nas cadeias de produção. Neste contexto, a integração entre sistemas físicos e digitais depende de sensores inteligentes, com maior sensitividade e integrados pela Internet das Coisas (IoT). A literatura indica que sensores piezorrresistivos podem ser produzidos por manufatura aditiva (MA) e nanoestruturados com nanotubos de carbono (NTCs), os quais geram um sistema nanoeletromecânico (NEMS) após sua dispersão no material. Assim, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor piezorrresistivo nanoeletromecânico de baixo custo, produzido pela aplicação de camadas de NTCs sobre peças de poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS) impressas por modelagem de deposição fundida (FDM), integrável à Indústria 4.0 via IoT através de microcontroladores ESP32. Para isso, foi desenvolvido um dispositivo sensor do tipo diafragma de dimensões 17, 8, 17, 8 e 5, 5 𝑚𝑚, cuja deformação do elemento sensor ocorre pela pressão de um botão. Após a impressão por MA das partes do dispositivo, NTCs de paredes múltiplas funcionalizados com ácido carboxílico (NTCPM-COOH) foram dispersos por banho ultrassônico em uma solução com concentração de 1 𝑚𝑔/𝑚𝑙 de acetona e dimetilformamida, em proporção de 1 ∶ 1 em volume, para revestimento dos elementos sensores em camadas sucessivas com um aerógrafo. Após a deposição de cinco camadas de NTCs no substrato polimérico, medidas de resistência elétrica obtidas com um picoamperímetro mostraram a percolação do material na segunda camada, com valores iniciais acima de 10 𝑇 Ω e finais abaixo de 100 𝑘Ω após a quinta camada, o que ocorre pela formação de canais de condução originados do arranjo aleatório dos NTCs na superfície do ABS, como observado por Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (MEV-FEG). Após isso, a resistência elétrica foi medida durante ciclos de pressão com carga progressiva e com carga máxima, nos quais os elementos sensores apresentaram faixa de operação de 139, 97 ± 0, 46 a 363, 25 ± 0, 39 𝑘𝑃 𝑎. No primeiro teste, a sensitividade mínima de 0, 1 % e máxima de 1, 16 %. No segundo, a maior sensitividade média foi 0, 63±0, 04 % e os menores tempos de resposta e de recuperação médios foram 0, 55±0, 29 𝑠 e 12, 29 ± 1, 44 𝑠, respectivamente. A espectroscopia Raman mostrou a sobreposição dos sinais de cada material, em particular da banda do ABS em 1447 𝑐𝑚−1 que aparece destacada entre as bandas 𝐷 e 𝐺 dos NTCs. Com base na resposta piezorrresistiva que o material apresentou a partir do NEMS gerado pela deposição de NTCs sobre o ABS, este conceito de uma célula de carga pode ser integrado à uma placa microcontroladora ESP32, tornando-o um dispositivo inteligente com potencial aplicação em sistemas industriais 4.0.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento e caracterização de bioplásticos de fécula de mandioca com extrato alcoólico de Vismia Guianensis
(Universidade Federal do Pará, 2024-08-27) SANTOS, Josiel Ferreira; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060; https://orcid.org/0000-0002-9411-0889
Este trabalho investiga a incorporação do extrato alcoólico de Vismia Guianensis (EAVG) em fécula de mandioca, visando melhorar suas propriedades bioplásticas. O amido de mandioca foi dissolvido em água destilada nas seguintes concentrações com 0,2%, 0,5% e 1,0% de EAVG sob temperatura controlada no ponto de gelatinização (~70 °C) e depois moldado para formar os bioplásticos. As amostras preparadas foram caracterizadas por Refletância Total Atenuada/Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (ATR/FTIR), Análise Termogravimétrica e Térmica Diferencial (TGA-DTA), Difração de Raios X (XRD), Microscopia Eletrônica de Varredura/Espectroscopia de Energia Dispersiva (SEM/EDS). ), Microscopia de Força Atômica (AFM) e ensaios mecânicos, fornecendo insights sobre composição química, estabilidade térmica, cristalinidade, morfologia de superfície e propriedades mecânicas. Essas técnicas caracterizaram de forma abrangente os bioplásticos de fécula de mandioca com adição de EAVG, destacando suas propriedades mecânicas aprimoradas. Os resultados demonstraram que o EAVG desempenhou um papel eficaz como plastificante, aumentando a flexibilidade, resistência e estabilidade do biofilme que possuem uma espessura de 0,8mm, e suportam uma tração de 4,19 a 18, 43 MPa. Este estudo justifica o EAVG como um aditivo promissor para a produção de materiais biocompatíveis e sustentáveis, adequados para inúmeras aplicações em plásticos biodegradáveis. A EAVG apresenta um caminho para o avanço de bioplásticos com propriedades mecânicas, térmicas e funcionais aprimoradas, com um futuro promissor, no que diz respeito à sua contribuição para novos desenvolvimentos nessas áreas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da influência da incorporação dos resíduos de caulim nas propriedades tecnológicas de cerâmica marajoara para obtenção de tijolo ecológico
(Universidade Federal do Pará, 2025-07-30) BRITO, Fabio Moreira; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403; MONTEIRO, Sérgio Neves; http://lattes.cnpq.br/2962183322412029; https://orcid.org/0000-0003-1208-1234
Os efeitos das alterações climáticas globais estão ocorrendo em um ritmo sem precedentes. Por essa razão, as atividades humanas precisam urgentemente de uma mudança de paradigma para interromper esse processo entrópico antes que as consequências se tornem irreversíveis. Nesse contexto, a utilização de materiais altamente ecoeficientes visa neutralizar convenientemente o CO2. Este trabalho tem como objetivo a incorporação dos resíduos de Caulim KDI (argiloso) e KAI (arenoso) nas propriedades e nas microestruturas de massa argilosa, verificando sua resistência mecânica após o processo de queima em temperaturas de 750 e 950 °C. Dentro desse contexto, foram testadas seis formulações, variando de 0% a 50% de resíduo de caulim. Os corpos de prova foram prensados uniaxialmente em formato cilíndrico e depois submetidos a queima de 750ºC e 950ºC por 2 horas em temperatura patamar. As matérias-primas foram submetidas a ensaios que proporcionaram uma caracterização abrangente das suas propriedades, como difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e técnicas de Difração a Laser (DLS). Após os materiais serem mesclados e dispostos em corpos de prova em diferentes composições, foram prensados uniaxialmente em matrizes cilíndricas e submetidos ao teste de compressão. Os resultados mostraram a viabilidade do uso desses resíduos, sendo favoráveis à incorporação em cerâmica vermelha, para a fabricação de produtos cerâmicos com características permitidas pelas normas vigentes.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo das propriedades mecânicas e microestruturais de materiais cimentícios geopoliméricos produzidos a partir de metacaulim e escória de alto forno
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-21) ALMEIDA, Bianca Mendes; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
Os impactos ambientais causados pela produção do Cimento Portland apontam para a urgência de se reduzir o uso deste ligante devido principalmente à emissão de CO2 e consumo de energia que ocorrem durante seu processo de produção. Na busca por materiais alternativos, o cimento geopolimérico tem se mostrado promissor, tanto em desempenho mecânico quanto em conservação de recursos naturais. Estes cimentos são obtidos a partir de matérias-primas naturais que contenham aluminossilicatos ativados por uma solução alcalina. Neste trabalho, pasta, argamassa e concreto de cimento geopolimérico foram desenvolvidos utilizando metacaulim, escória de alto forno e solução alcalina de hidróxido de sódio e silicato de sódio. Os objetivos principais incluíram avaliar a influência da escória de alto forno nas propriedades mecânicas de pastas geopoliméricas, variando sua adição em massa (30% a 60%), avaliar, a influência da areia na argamassa geopolimérica variando sua adição na pasta com melhor desempenho de 20% a 70%, e por fim, a adição de brita 0 em duas misturas. Os resultados mostraram que a pasta alcançou resistência máxima à compressão de 36,5 MPa com 35% de escória na matriz. Esse valor subiu para 41,15 MPa na argamassa com a incorporação de 40% de areia. Para o concreto, o melhor resultado foi encontrado para a mistura que continha menor adição de brita. Os resultados do concreto foram comparados com o concreto de cimento Portland CPV-ARI através da fixação de alguns parâmetros de dosagem como consumo de aglomerantes e relação água/aglomerante. Outras propriedades investigadas incluíram, tempo de pega, abatimento, resistências à tração na flexão e análise microestrutural por MEV. O concreto geopolimérico se mostrou superior ao Portland em até 21,16% alcançando resistência à compressão de 41,8 MPa, tração na flexão de 4,87 MPa e melhor aderência matriz/agregado na mistura com menor adição de brita 0. Os resultados obtidos para os geopolímeros possibilitam sua aplicação em obras civis que demandam materiais que alcancem altas resistências nas idades iniciais, indústrias de pré-moldados e pavimentação.
Acesso aberto (Open Access)
Formação de heteroestruturas compostas por microtubos de Cu/Cu2O/CuO decorados com nanocristais de CoO
(Universidade Federal do Pará, 2024-08-21) SANTOS, Suzilene Vasconcelos dos; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060; https://orcid.org/0000-0002-9411-0889
Uma classe particularmente importante de materiais micro/nanoestruturados é a dos óxidos de metais de transição. Neste trabalho, utilizam-se os óxidos de cobre e cobalto para obtenção de micro/nanoestruturas. O óxido de cobre II (CuO) e o óxido de cobre I (Cu2O) são semicondutores do tipo p, amplamente estudados devido às suas características peculiares e potenciais aplicações tecnológicas. Especificamente, microfios de cobre (Cu) com aproximadamente 50 μm de diâmetro e 4 cm de comprimento, retirados de fones de ouvido de celular descartados, foram submetidos a tratamentos térmicos a 600ºC por diferentes parâmetros de síntese, a fim de se obter microtubos de CuO. Por outro lado, acetato de cobalto foi utilizado na síntese de nanopartículas através do método químico denominado decomposição térmica, que utiliza sais organometálicos em solventes orgânicos, sendo um método adequado para a síntese de nanoestruturas de CoO. O cobalto metálico e seus óxidos têm sido intensamente estudados devido a inúmeras aplicações potencializadas por suas propriedades. As nanopartículas de CoO apresentam instabilidade da estrutura Wurtzita hexagonal compacta (hcp - grupo espacial P63mc). Isso implica que, dependendo dos parâmetros de síntese, pode ocorrer a transformações de fases, isto é, de CoO-hcp para CoO-fcc (fase cúbica de face centrada - grupo espacial Fm3m), que é considerada a fase mais estável para o CoO. Contudo, a fim de se obter uma estrutura hierárquica de microtubos de CuO decorados com nanopartículas de CoO, o presente trabalho utiliza distintas metodologias de síntese para produção de uma estrutura micro-nano-hierárquica. Neste trabalho, utilizou-se a difração de raios-X para identificar as estruturas cristalinas presentes nos microtubos e nas nanopartículas, evidenciando a influência do parâmetro tempo na transição de fases de ambas as estruturas. A caracterização morfológica das amostras foi realizada utilizando microscopia eletrônica de varredura (para os microtubos) e microscopia eletrônica de transmissão (para as nanopartículas). Também foi empregada espectroscopia Raman para obter informações sobre a superfície das amostras. Com essas técnicas de caracterização, foi possível determinar a composição elementar e estrutural dos microtubos e das nanopartículas compostos por óxidos de cobre e cobalto, além de avaliar a influência do laser nas amostras de nanopartículas. Dessa forma, desenvolveu-se uma heteroestrutura de Cu/Cu2O/CuO com monocristais de CoO na superfície, que apresenta potenciais propriedades sensoriais."
Acesso aberto (Open Access)
Produção de agregados sintéticos para construção civil a partir de materiais geopoliméricos
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-20) CRUZ, Kamila Sindy Pinheiro da; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737
A indústria da construção civil é um dos setores da econômia que mais consomem recursos naturais, desde a produção dos insumos até a execução da obra, o que pode afetar significamente o meio ambiente e a qualidade de vida da população. Os geopolímeros são polímeros inorgânicos com grande potencial ecológico, produzidos a partir de aluminossilicatos e sintetizados por soluções alcalinas, proporcionando ao material melhores resistência mecânicas. O cimento geopolimérico é um material de alta tecnologia desenvolvido através de argilominerais, possuindo como características durabilidade, resistência mecânica, forte aderência, resistência ao calor, além de ser facilmente misturado e aplicado. O presente estudo buscou, através de uma correta proporção dos componentes que constituem o geopolímero, a produção de um Agregado Sintético Geopolimérico (ASG), fazendo variações com percentuais de escória de alto forno e variações na concentração alcalina de hidróxido de sódio (NaOH). Logo após, foram realizados testes físicos nos materiais em pós para verificar o índice de finura, perda ao fogo e teor de umidade do caulim, metacaulim e escória de alto forno. As amostras passaram por caracterização e, as principais análises envolvidas no processo, foram: difração de raios-x (DRX), espectroscopia do infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDS. Também foi realizado ensaio de compressão no corpo de prova do agregado sintético geopolimérico. Os resultados do ensaio de resistência a compressão, indicaram que o corpo de prova com percentual em 35% de escória de alto forno e concentração alcalina de hidróxido de sódio em 10 molar, apresentaram melhores resultados. Na análise da microestrutura da pasta, foi observada uma morfologia densa, o que confere ao material alta resistência a compressão.
Acesso aberto (Open Access)
Produção e caracterização de agregados sintéticos sinterizados utilizando resíduos de vidro e resíduos da produção de caulim
(Universidade Federal do Pará, 2025-07-25) LIRA, Rodolfo Augusto do Rosário; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; FERREIRA, Carlos Alberto Martins; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; http://lattes.cnpq.br/5393610061344412; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403; https://orcid.org/0000-0002-5119-4445
A excessiva preocupação com a crescente produção de resíduos industriais está pertinentemente ligada aos efeitos que estes materiais podem ter sobre o meio ambiente e a saúde humana, haja vista, que os resíduos perigosos gerados pela indústria necessitam de cuidado e atenção especial. O presente estudo desenvolvido nas dependências da Universidade Federal do Pará (UFPA), tem como objetivo caracterizar as matérias-primas que foram utilizadas para a produção de agregados sintético. As matérias-primas utilizadas para essa confecção foi a argila, resíduo de vidro e resíduo de caulim passaram por caracterizações de morfologia, difratometria e quantitativa. Ademais, os agregados sintéticos passaram por ensaios das propriedades físicas: absorção de água (A.A%), Porosidade aparente (A.P%) e massa específica aparente (MEA) e ensaio de compressão. As propriedades físicas demostram que os agregados produzidos com resíduo de caulim e argila, aumentam com a elevação da porcentagem em peso do resíduo de caulim, exceto a massa especifica aparente e uma média de resistência a compressão dos agregados produzidos com resíduo de vidro de 3,62 MPa para os corpos de provas em formato esférico. Ademais, mediante a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), a morfologia dos agregados sintéticos sinterizados a 1100°C observou-se a formação de poros, além de alcançar a produção de agregados sintéticos leves com a utilização do resíduo de vidro 1,94 g/cm3 e 1,85g/cm3, com a porcentagem de 30 e 50 % de resíduo respectivamente. Adicionalmente, observa-se que a adição do resíduo de caulim prejudica as propriedades estudadas no presente trabalho.

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