Pub Date : 2023-06-23DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0008
Maria Luiza Molin, Bruna Segat, Michele Cristina Formolo Garcia, A. P. Pezzin, M. L. L. Silveira, A. Schneider
Bacterial cellulose (BC) has stood out in the biomedical field for its biocompatibility, non-toxicity and high liquid absorption capacity. Thus, studies have been conducted aiming at the functionalization of BC with sub-stances that add properties, such as anti-inflammatory and antimicrobial action. Hamamelis virginiana plant extract is known for its astringent, anti-inflammatory and antimicrobial properties. Thus, the present work aimed to incorporate aqueous (AE) and glycolic (GE) extracts of witch hazel in different concentrations to BC, aiming at its application as a curative. BC membranes incorporated with the extracts were characterized by thermo - gravimetric analysis (TGA), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and antimicrobial activity. The TGA results indicated a reduction in thermal stability and the appearance of a new stage of degradation in the samples that underwent incorporation. Furthermore, the FTIR showed the presence of aromatic compounds not found in the BC, corroborating the TGA. The micrographs revealed that the incorporation of the extracts resulted in the formation of a film on the surface of the membranes, covering the nanofibers. These results show that incorporating the aqueous and glycol extracts in the BC membrane was successful. However, despite the crude extracts’ antimicrobial potential, antimicrobial activity in the function - alized BC samples was not observed.
{"title":"Development and characterization of bacterial cellulose membrane incorporated with Witch hazel extract","authors":"Maria Luiza Molin, Bruna Segat, Michele Cristina Formolo Garcia, A. P. Pezzin, M. L. L. Silveira, A. Schneider","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0008","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0008","url":null,"abstract":"Bacterial cellulose (BC) has stood out in the biomedical field for its biocompatibility, non-toxicity and high liquid absorption capacity. Thus, studies have been conducted aiming at the functionalization of BC with sub-stances that add properties, such as anti-inflammatory and antimicrobial action. Hamamelis virginiana plant extract is known for its astringent, anti-inflammatory and antimicrobial properties. Thus, the present work aimed to incorporate aqueous (AE) and glycolic (GE) extracts of witch hazel in different concentrations to BC, aiming at its application as a curative. BC membranes incorporated with the extracts were characterized by thermo - gravimetric analysis (TGA), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and antimicrobial activity. The TGA results indicated a reduction in thermal stability and the appearance of a new stage of degradation in the samples that underwent incorporation. Furthermore, the FTIR showed the presence of aromatic compounds not found in the BC, corroborating the TGA. The micrographs revealed that the incorporation of the extracts resulted in the formation of a film on the surface of the membranes, covering the nanofibers. These results show that incorporating the aqueous and glycol extracts in the BC membrane was successful. However, despite the crude extracts’ antimicrobial potential, antimicrobial activity in the function - alized BC samples was not observed.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"317 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78291470","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-06-16DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0086
Surya Raj Gopala Krishnan, Prince Muthiah, Maniraj Jaganathan
The goal of this study is to increase the impact toughness of the borided steel without much compromising the surface microhardness. An optimization technique known as Response Surface Methodology was employed to achieve the goal of this work. The pack borided specimens at optimized conditions were analyzed in terms of microstructure, microhardness, XRD, and Impact toughness and compared with borided specimens treated for 950°C for 180minutes. The poly-phase iron borides zone, transition zone, and base metal were all evident. In the iron borides zone, the microhardness was 1745HV, then 345HV in the transition zone, and lastly 245HV in the matrix area. The XRD technique was used to identify the growth of Fe 2 B and FeB phases. The impact toughness was 44.182 J when the specimens treated at optimized conditions.
{"title":"Optimization of boriding process on AISI 1015 steel using response surface methodology","authors":"Surya Raj Gopala Krishnan, Prince Muthiah, Maniraj Jaganathan","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0086","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0086","url":null,"abstract":"The goal of this study is to increase the impact toughness of the borided steel without much compromising the surface microhardness. An optimization technique known as Response Surface Methodology was employed to achieve the goal of this work. The pack borided specimens at optimized conditions were analyzed in terms of microstructure, microhardness, XRD, and Impact toughness and compared with borided specimens treated for 950°C for 180minutes. The poly-phase iron borides zone, transition zone, and base metal were all evident. In the iron borides zone, the microhardness was 1745HV, then 345HV in the transition zone, and lastly 245HV in the matrix area. The XRD technique was used to identify the growth of Fe 2 B and FeB phases. The impact toughness was 44.182 J when the specimens treated at optimized conditions.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"6 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82022008","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-06-16DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0041
Paula Lage Agrize, Beatriz Dantas Lourenço da Silva, Betina Carvalho Veiga, Camila Aparecida Abelha Rocha, F. G. Garcia Filho, Fábio de Oliveira Braga
The use of natural lignocellulosic fiber (NLF) biocomposites for the construction industry has been growing over the years, due to technical and environmental advantages. However, fiber-matrix incompatibility remains a major challenge. Various surface treatments have been investigated to improve fiber-matrix bonding, including sodium lignosulfonate (SLS), a potentially effective and environmentally friendly chemical. In this study, SLS treatment protocols were applied to piassava fibers to evaluate their influence on the fibers. Thermogravimetric Analysis (TG/DTG), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM/EDS), Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR), moisture absorption measurements and tensile tests were performed to character - ize the modifications. Results demonstrated, for the first time, the efficiency of SLS to remove extractives from the piassava surface. In general, partial degradation of the cellulosic structure was observed, noticeable by the slight drop in crystallinity index (from 42.80 to 39.82%), and an increase in the TG residual mass (from 21.35 to 31.90%), along with changes in DTG curves. However, a particular SLS treatment using ultrasonic bath was able to fully clean the surface preserving the cellulosic structure, and increasing the strength of fibers (from 386 ± 140 MPa to 524 ± 126 MPa).
{"title":"Structure and mechanical behavior of lignosulfonate-treated piassava (Attalea funifera) fibers","authors":"Paula Lage Agrize, Beatriz Dantas Lourenço da Silva, Betina Carvalho Veiga, Camila Aparecida Abelha Rocha, F. G. Garcia Filho, Fábio de Oliveira Braga","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0041","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0041","url":null,"abstract":"The use of natural lignocellulosic fiber (NLF) biocomposites for the construction industry has been growing over the years, due to technical and environmental advantages. However, fiber-matrix incompatibility remains a major challenge. Various surface treatments have been investigated to improve fiber-matrix bonding, including sodium lignosulfonate (SLS), a potentially effective and environmentally friendly chemical. In this study, SLS treatment protocols were applied to piassava fibers to evaluate their influence on the fibers. Thermogravimetric Analysis (TG/DTG), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM/EDS), Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR), moisture absorption measurements and tensile tests were performed to character - ize the modifications. Results demonstrated, for the first time, the efficiency of SLS to remove extractives from the piassava surface. In general, partial degradation of the cellulosic structure was observed, noticeable by the slight drop in crystallinity index (from 42.80 to 39.82%), and an increase in the TG residual mass (from 21.35 to 31.90%), along with changes in DTG curves. However, a particular SLS treatment using ultrasonic bath was able to fully clean the surface preserving the cellulosic structure, and increasing the strength of fibers (from 386 ± 140 MPa to 524 ± 126 MPa).","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"23 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87270051","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-06-16DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0092
J. Oner
Bitumen draining in stone mastic asphalt mixtures has become a potential problem. Due to the storage and laying temperatures as well as difficulties in providing the necessary compaction, the temperatures of the asphalt mix cannot be lowered to prevent or reduce drainage. In stone mastic asphalts, generally cellulose or mineral-based fibers are preferred to reduce draining down of bitumen. Conventional fibers commonly used in stone mastic asphalt increase pavement costs because they are expensive. The aim of this research is investigation of textile waste used to prevent bitumen drainage problem in stone mastic asphalt pavements instead of traditional fibers. Following the determination of the bitumen content, Marshall Stability tests, Schellenberg bitumen drainage test and Indirect Tensile Strength tests were conducted to evaluate the mechanical properties of the stone mastic asphalt mixtures in comparison to mixes containing textile waste. The results indicated that it is possible to produce stone mastic asphalt mixes with textile waste that exhibits similar mechanical properties mixes including cellulose fiber. Moreover, it was found that samples prepared with textile waste exhibits advantage in terms of cost compared to samples prepared with cellulose fiber.
{"title":"Evaluation of mechanical properties for stone mastic asphalt containing textile waste","authors":"J. Oner","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0092","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0092","url":null,"abstract":"Bitumen draining in stone mastic asphalt mixtures has become a potential problem. Due to the storage and laying temperatures as well as difficulties in providing the necessary compaction, the temperatures of the asphalt mix cannot be lowered to prevent or reduce drainage. In stone mastic asphalts, generally cellulose or mineral-based fibers are preferred to reduce draining down of bitumen. Conventional fibers commonly used in stone mastic asphalt increase pavement costs because they are expensive. The aim of this research is investigation of textile waste used to prevent bitumen drainage problem in stone mastic asphalt pavements instead of traditional fibers. Following the determination of the bitumen content, Marshall Stability tests, Schellenberg bitumen drainage test and Indirect Tensile Strength tests were conducted to evaluate the mechanical properties of the stone mastic asphalt mixtures in comparison to mixes containing textile waste. The results indicated that it is possible to produce stone mastic asphalt mixes with textile waste that exhibits similar mechanical properties mixes including cellulose fiber. Moreover, it was found that samples prepared with textile waste exhibits advantage in terms of cost compared to samples prepared with cellulose fiber.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"45 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75007920","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-06-02DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0029
Guilherme Ribeiro Capelin, Milena Yumi Kasama Nakata, Jean Valdir Uchôa Teixeira, Adriana Alencar Santos, Paulo Noronha Lisboa Filho
RESUMO Atualmente, o substrato de titânio é um dos mais importantes biomateriais metálicos com aplicação em ortopedia, odontologia, fixação de fraturas e artroplastia de joelho e quadril. Apesar de todas estas propriedades atrativas, sua inércia biológica e baixa capacidade bactericida acaba limitando sua osseointegração. Neste sentido, revestimentos de TiO2 e TiO2(MgO) são realizados para aprimorar as características do titânio, como a resistência à corrosão. Os objetivos deste estudo foram analisar a resistência à corrosão do óxido de titânio e óxido de titânio com adição de magnésio, topografias, morfologias e cristalinidade em um substrato de titânio através da eletrodeposição com corrente constante. As eletrodeposições foram realizadas em um sistema de três eletrodos, sendo o titânio eletrodo de trabalho, Ag/AgCl como eletrodo de referência e um contra eletrodo de platina em um potenciostato e foram utilizadas correntes constantes de 1,0 mA/cm2 para todos os processos. Foram utilizadas as caracterizações por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), microscopia confocal, difração de raios X (DRX) e polarização potenciodinâmica. As análises de topografia e morfologia indicaram uma alteração nas rugosidades (Ra) e todas demonstraram uma superfície uniforme. As análises de DRX indicaram apenas o titânio metálico, porém todas tiveram uma diferença no FWHM, indicando possíveis fases amorfas ou Mg intersticial, causando também uma variação na altura dos picos. Por fim, a polarização potenciodinâmica indicou que o revestimento com TiO2 houve uma melhora de 37,90% e o TiO2 com adição de magnésio houve uma perda de 13,43%. Portanto, os revestimentos causaram alterações nas rugosidades, morfologias, redes cristalinas e nas propriedades anticorrosivas, possibilitando assim a modulação das propriedades desejadas de acordo com o ambiente de oxidação utilizado.
{"title":"Estudo da eletrodeposição de óxido de titânio com adição de magnésio em substrato de titânio com corrente constante","authors":"Guilherme Ribeiro Capelin, Milena Yumi Kasama Nakata, Jean Valdir Uchôa Teixeira, Adriana Alencar Santos, Paulo Noronha Lisboa Filho","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0029","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0029","url":null,"abstract":"RESUMO Atualmente, o substrato de titânio é um dos mais importantes biomateriais metálicos com aplicação em ortopedia, odontologia, fixação de fraturas e artroplastia de joelho e quadril. Apesar de todas estas propriedades atrativas, sua inércia biológica e baixa capacidade bactericida acaba limitando sua osseointegração. Neste sentido, revestimentos de TiO2 e TiO2(MgO) são realizados para aprimorar as características do titânio, como a resistência à corrosão. Os objetivos deste estudo foram analisar a resistência à corrosão do óxido de titânio e óxido de titânio com adição de magnésio, topografias, morfologias e cristalinidade em um substrato de titânio através da eletrodeposição com corrente constante. As eletrodeposições foram realizadas em um sistema de três eletrodos, sendo o titânio eletrodo de trabalho, Ag/AgCl como eletrodo de referência e um contra eletrodo de platina em um potenciostato e foram utilizadas correntes constantes de 1,0 mA/cm2 para todos os processos. Foram utilizadas as caracterizações por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), microscopia confocal, difração de raios X (DRX) e polarização potenciodinâmica. As análises de topografia e morfologia indicaram uma alteração nas rugosidades (Ra) e todas demonstraram uma superfície uniforme. As análises de DRX indicaram apenas o titânio metálico, porém todas tiveram uma diferença no FWHM, indicando possíveis fases amorfas ou Mg intersticial, causando também uma variação na altura dos picos. Por fim, a polarização potenciodinâmica indicou que o revestimento com TiO2 houve uma melhora de 37,90% e o TiO2 com adição de magnésio houve uma perda de 13,43%. Portanto, os revestimentos causaram alterações nas rugosidades, morfologias, redes cristalinas e nas propriedades anticorrosivas, possibilitando assim a modulação das propriedades desejadas de acordo com o ambiente de oxidação utilizado.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"32 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-02","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82754765","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-29DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0039
C. Brito, Rodrigo Nascimento Marinho, Mailson Batista de Vilhena, E. Macêdo, J. A. Souza
RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição do óxido de cálcio na redução da temperatura de sinterização e nas propriedades cerâmicas de agregado sintético à base de resíduo de bauxita. Foram utilizados resíduo de bauxita, óxido de cálcio e argila para a produção de corpos de prova com a adição de 0% e 10% de óxido de cálcio. As propriedades físicas determinadas foram: absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, e as matérias-primas foram submetidas a ensaios de Difração de raios X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica. A microestrutura das cerâmicas foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e DRX, e foi realizado o ensaio de DSC nas formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. Os resultados indicaram que a adição do óxido de cálcio aumentou a porosidade aparente e, por consequência, a absorção de água, enquanto houve também o aumento da massa específica aparente. Quanto à mineralogia, a presença do óxido de cálcio mostrou-se diretamente ligada às alterações das fases minerais, evidenciado principalmente pelo desaparecimento de fases como quartzo e mulita e o surgimento de magnetita.
{"title":"Estudo dos efeitos da adição de óxido de cálcio nas propriedades cerâmicas, na morfologia e na produção de agregados cerâmicos produzidos à base de resíduo de bauxita","authors":"C. Brito, Rodrigo Nascimento Marinho, Mailson Batista de Vilhena, E. Macêdo, J. A. Souza","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0039","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0039","url":null,"abstract":"RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição do óxido de cálcio na redução da temperatura de sinterização e nas propriedades cerâmicas de agregado sintético à base de resíduo de bauxita. Foram utilizados resíduo de bauxita, óxido de cálcio e argila para a produção de corpos de prova com a adição de 0% e 10% de óxido de cálcio. As propriedades físicas determinadas foram: absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, e as matérias-primas foram submetidas a ensaios de Difração de raios X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica. A microestrutura das cerâmicas foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e DRX, e foi realizado o ensaio de DSC nas formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. Os resultados indicaram que a adição do óxido de cálcio aumentou a porosidade aparente e, por consequência, a absorção de água, enquanto houve também o aumento da massa específica aparente. Quanto à mineralogia, a presença do óxido de cálcio mostrou-se diretamente ligada às alterações das fases minerais, evidenciado principalmente pelo desaparecimento de fases como quartzo e mulita e o surgimento de magnetita.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"24 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77837404","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-19DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0101
Xiaofeng Huang, Cheng Xie, J. Chen, Junhui Luo, Di Wei
In order to make full use of aged asphalt, a light oil regenerant for cold mixing was prepared in this paper, and the ratio of regenerant and regeneration effect was studied through the performance test of recycled asphalt. The ratio of regenerant was determined by 60 °C kinematic viscosity, mass loss before and after aging, and asphalt three indicators. The thermogravimetric analysis determined the four-component ratio of recycled asphalt, and the mechanical properties of the recycled asphalt mixture were determined by the 15 °C splitting and 20 °C compression tests. Finally, the road performance of the recycled asphalt mixture was analyzed by rutting, low-temperature bending, and dry-wet splitting tests. When the mass ratio of light base oil: plasticizer: stable equilibrium agent: penetrant: the anti-aging agent is 80:20:25:8:5, it has a good regeneration effect. After adding 8% regenerant, the regenerated asphalt is compared with the recycled asphalt. The content of saturates and aromatics increases, and the content of resins and asphaltenes decreases. The four-component content of recycled asphalt is close to that of new asphalt. The mechanical properties test shows that the optimum content of the regenerant is 0.9%. With increased RAP content, the water stability and low-temperature crack resistance are also improved, and the high-temperature stability is reduced. However, it still meets the requirements of the regeneration specification.
{"title":"Study on preparation of light oil regenerant and performance of cold recycled mixture","authors":"Xiaofeng Huang, Cheng Xie, J. Chen, Junhui Luo, Di Wei","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0101","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0101","url":null,"abstract":"In order to make full use of aged asphalt, a light oil regenerant for cold mixing was prepared in this paper, and the ratio of regenerant and regeneration effect was studied through the performance test of recycled asphalt. The ratio of regenerant was determined by 60 °C kinematic viscosity, mass loss before and after aging, and asphalt three indicators. The thermogravimetric analysis determined the four-component ratio of recycled asphalt, and the mechanical properties of the recycled asphalt mixture were determined by the 15 °C splitting and 20 °C compression tests. Finally, the road performance of the recycled asphalt mixture was analyzed by rutting, low-temperature bending, and dry-wet splitting tests. When the mass ratio of light base oil: plasticizer: stable equilibrium agent: penetrant: the anti-aging agent is 80:20:25:8:5, it has a good regeneration effect. After adding 8% regenerant, the regenerated asphalt is compared with the recycled asphalt. The content of saturates and aromatics increases, and the content of resins and asphaltenes decreases. The four-component content of recycled asphalt is close to that of new asphalt. The mechanical properties test shows that the optimum content of the regenerant is 0.9%. With increased RAP content, the water stability and low-temperature crack resistance are also improved, and the high-temperature stability is reduced. However, it still meets the requirements of the regeneration specification.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"5 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81160760","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-19DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2022-0337
A. Thangavel, R. Kuppusamy, Ranganathan Lakshmanan
For drilling polyamide 6 (PA6) hybrid nano composites reinforced with copper nanoparticles and multi-walled carbon nano tubes (MWCNT), this work optimizes the process variables including reinforcing percentage, drill bit diameter, feed rate, and spindle speed. In this work, the Taguchi method was used to construct the experiments. L9 orthogonal arrays were used in the trials. Torque, surface roughness, and thrust force were the three different responses on which the influence of different process factors and their combinations were examined. The ideal values of the process factors have been found by employing the grey relational code produced by the grey relational analysis. The crucial process factors were identified using analysis of variance (ANOVA). To verify the test results, a confirmation test was carried out. The surface of the drilled holes was examined with a scanning electron microscope. The optimal drilling process parameters for PA 6 nanocomposites were 0.6 weight %, 500 rpm, 90 mm/min, and 6 mm in drill diameter. The weight percentage of the nano Cu particles (60.618%) clearly has a greater impact on drilling of Polyamide 6 hybrid nanocomposites reinforced with Cu nanoparticles and MWCNT than did the drill diameter (26.699%), speed (7.407%), and feed rate (5.271%). Verification of testing results at the best standard shows that the thrust force is reduced from 288.8 N to 281.4 N, the torque is decreased from 27.01 Nm to 24.52 Nm, and the surface polish is improved from 1.414
{"title":"Optimization of drilling parameters using GRA for polyamide 6 nanocomposites","authors":"A. Thangavel, R. Kuppusamy, Ranganathan Lakshmanan","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2022-0337","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2022-0337","url":null,"abstract":"For drilling polyamide 6 (PA6) hybrid nano composites reinforced with copper nanoparticles and multi-walled carbon nano tubes (MWCNT), this work optimizes the process variables including reinforcing percentage, drill bit diameter, feed rate, and spindle speed. In this work, the Taguchi method was used to construct the experiments. L9 orthogonal arrays were used in the trials. Torque, surface roughness, and thrust force were the three different responses on which the influence of different process factors and their combinations were examined. The ideal values of the process factors have been found by employing the grey relational code produced by the grey relational analysis. The crucial process factors were identified using analysis of variance (ANOVA). To verify the test results, a confirmation test was carried out. The surface of the drilled holes was examined with a scanning electron microscope. The optimal drilling process parameters for PA 6 nanocomposites were 0.6 weight %, 500 rpm, 90 mm/min, and 6 mm in drill diameter. The weight percentage of the nano Cu particles (60.618%) clearly has a greater impact on drilling of Polyamide 6 hybrid nanocomposites reinforced with Cu nanoparticles and MWCNT than did the drill diameter (26.699%), speed (7.407%), and feed rate (5.271%). Verification of testing results at the best standard shows that the thrust force is reduced from 288.8 N to 281.4 N, the torque is decreased from 27.01 Nm to 24.52 Nm, and the surface polish is improved from 1.414","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"263 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73277993","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-15DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0063
Matheus Pereira de Lacerda, Géssica Katalyne Bilcati, Rafaella Salvador Paulino, M. D. R. D. M. M. D. Costa, Henrique Ajuz Holzmann
RESUMO A incorporação de adições de nanomateriais à base de celulose aos materiais cimentícios é interessante pois utiliza uma matéria-prima renovável e de grande disponibilidade global. Esta pesquisa buscou avaliar o efeito da adição de polpa de celulose nanofibrilada (CNF) em argamassas de revestimento. Foi produzido um traço referência (1:2:8, em volume), e outros três traços, com adição de polpa de CNF nos teores de 1,5%, 2,5% e 3,5%, em relação a massa de cimento. As argamassas foram avaliadas nos estados fresco (consistência, densidade de massa, ar incorporado e comportamento reológico pelo método squeeze-flow) e, endurecido (absorção de água por capilaridade, por imersão e resistência à compressão). Os resultados mostraram que, no estado fresco, as maiores diferenças em relação à argamassa referência foram apresentadas pela argamassa CNF_3,5%. Além do que, à medida que o teor de polpa de CNF aumentava, havia uma redução na capacidade de espalhamento das argamassas, um aumento do índice de absorção de água por capilaridade e imersão e evidenciou-se ainda que o ganho da resistência ocorria mais tardiamente. As amostras com polpa de CNF se mostraram estatisticamente iguais às de referência no que diz respeito à resistência à compressão na maior parte dos casos.
{"title":"Efeito da adição de polpa de celulose nanofibrilada nas propriedades de argamassas de revestimento","authors":"Matheus Pereira de Lacerda, Géssica Katalyne Bilcati, Rafaella Salvador Paulino, M. D. R. D. M. M. D. Costa, Henrique Ajuz Holzmann","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0063","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0063","url":null,"abstract":"RESUMO A incorporação de adições de nanomateriais à base de celulose aos materiais cimentícios é interessante pois utiliza uma matéria-prima renovável e de grande disponibilidade global. Esta pesquisa buscou avaliar o efeito da adição de polpa de celulose nanofibrilada (CNF) em argamassas de revestimento. Foi produzido um traço referência (1:2:8, em volume), e outros três traços, com adição de polpa de CNF nos teores de 1,5%, 2,5% e 3,5%, em relação a massa de cimento. As argamassas foram avaliadas nos estados fresco (consistência, densidade de massa, ar incorporado e comportamento reológico pelo método squeeze-flow) e, endurecido (absorção de água por capilaridade, por imersão e resistência à compressão). Os resultados mostraram que, no estado fresco, as maiores diferenças em relação à argamassa referência foram apresentadas pela argamassa CNF_3,5%. Além do que, à medida que o teor de polpa de CNF aumentava, havia uma redução na capacidade de espalhamento das argamassas, um aumento do índice de absorção de água por capilaridade e imersão e evidenciou-se ainda que o ganho da resistência ocorria mais tardiamente. As amostras com polpa de CNF se mostraram estatisticamente iguais às de referência no que diz respeito à resistência à compressão na maior parte dos casos.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82199486","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-15DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0062
Paulo Mateus Barros Rodrigues, Silvrano Adonias Dantas Neto, Lucas Feitos de Albuquerque Lima Babadopulos
RESUMO Neste artigo avaliou-se o efeito nos parâmetros de resistência de um solo SM estabilizado com teores de emulsão asfáltica variando entre 16% e 28% em massa. A metodologia consistiu na coleta e caracterização do solo, mistura dos materiais e exposição ao ar por 24 horas, compactação no teor ótimo pela energia Marshall (22%), e em teores acima (28%) e abaixo (16%) do ótimo, e realização de ensaios de compressão triaxial CIU em condições saturadas. O solo apresentou comportamento típico ao de um material elastoplástico com endurecimento, enquanto que as misturas apresentaram comportamento semelhante ao de um material elástico perfeitamente plástico. À medida em que o teor de emulsão foi aumentado, menores foram os ângulos de atrito e, para as misturas com 16% e 22%, maiores foram os interceptos coesivos. A mistura 28% de emulsão teve uma redução em sua coesão, devido ao excesso de ligante, o que prejudicou o contato grão a grão. Constatou-se que após determinado nível de deformação axial as misturas obtiveram um leve ganho de resistência, justificado pelo deslocamento da película de asfalto.
{"title":"Avaliação do comportamento cisalhante de misturas solo-emulsão com teores de emulsão variando de 16% a 28% em massa","authors":"Paulo Mateus Barros Rodrigues, Silvrano Adonias Dantas Neto, Lucas Feitos de Albuquerque Lima Babadopulos","doi":"10.1590/1517-7076-rmat-2023-0062","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2023-0062","url":null,"abstract":"RESUMO Neste artigo avaliou-se o efeito nos parâmetros de resistência de um solo SM estabilizado com teores de emulsão asfáltica variando entre 16% e 28% em massa. A metodologia consistiu na coleta e caracterização do solo, mistura dos materiais e exposição ao ar por 24 horas, compactação no teor ótimo pela energia Marshall (22%), e em teores acima (28%) e abaixo (16%) do ótimo, e realização de ensaios de compressão triaxial CIU em condições saturadas. O solo apresentou comportamento típico ao de um material elastoplástico com endurecimento, enquanto que as misturas apresentaram comportamento semelhante ao de um material elástico perfeitamente plástico. À medida em que o teor de emulsão foi aumentado, menores foram os ângulos de atrito e, para as misturas com 16% e 22%, maiores foram os interceptos coesivos. A mistura 28% de emulsão teve uma redução em sua coesão, devido ao excesso de ligante, o que prejudicou o contato grão a grão. Constatou-se que após determinado nível de deformação axial as misturas obtiveram um leve ganho de resistência, justificado pelo deslocamento da película de asfalto.","PeriodicalId":18246,"journal":{"name":"Matéria (Rio de Janeiro)","volume":"39 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83578505","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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