Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1278
Mayara Cristina Fernandes de Carvalho, Iago Magella Fernandes Costa Rossi e Silva, Pâmara Larissa Alves Macedo, M. Tokumoto, R. S. D. Cruz, V. R. Capelossi
Carbon steel is used in various applications because of its excellent weldability, good mechanical resistance and low cost. However, its application becomes restricted due to its low corrosion resistance in neutral and acidic media, and it is necessary to use processes to retard the corrosive mechanism, such as the use of inhibitors. Many of the effective synthetic inhibitors used are associated with high cost and some have a high toxicity. In recent years, studies of corrosion inhibitors obtained from natural products have been increasing because they are environmentally sustainable and presents low-cost. Therefore, in the present study, different concentrations of the cocoa shell powder (Theobroma cacao) and hydroalcoholic extract were evaluated as a corrosion inhibitors of SAE 1008 carbon steel in 0.5 mol.L-1 sodium chloride solution. The inhibitory action of the cocoa residue was studied through gravimetric technique and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). For the chemical characterization of the inhibitor, the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used. The EIS results showed that the corrosion inhibition efficiency of the steel decreased with the inhibitor concentration, reaching maximum values of 55.97% and 72.93%, for cocoa shell powder and hydroalcoholic extract, respectively. The gravimetric data confirmed the electrochemical results and through the study of the adsorption mechanism it was verified that the adsorbed inhibitor molecules follow the FloryHuggins isotherm model, for both forms of the inhibitor. For all the concentrations evaluated, the cocoa shell powder did not represent an efficient corrosion inhibitor. In contrast, for the hydroalcoholic extract, at the concentration of 0.44 g.L-1, a good performance was verified as a corrosion inhibitor of SAE 1008 carbon steel in 0.5 mol.L-1 sodium chloride solution. Keywords: Carbon steel, Theobroma cacao, Natural Corrosion Inhibitor, EIS, Gravimetric Technique.
{"title":"Assessment of the hydroalcoholic extract and powder cocoa bean shell as corrosion inhibitors for carbon steel in sodium chloride solution","authors":"Mayara Cristina Fernandes de Carvalho, Iago Magella Fernandes Costa Rossi e Silva, Pâmara Larissa Alves Macedo, M. Tokumoto, R. S. D. Cruz, V. R. Capelossi","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1278","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1278","url":null,"abstract":"Carbon steel is used in various applications because of its excellent weldability, good mechanical resistance and low cost. However, its application becomes restricted due to its low corrosion resistance in neutral and acidic media, and it is necessary to use processes to retard the corrosive mechanism, such as the use of inhibitors. Many of the effective synthetic inhibitors used are associated with high cost and some have a high toxicity. In recent years, studies of corrosion inhibitors obtained from natural products have been increasing because they are environmentally sustainable and presents low-cost. Therefore, in the present study, different concentrations of the cocoa shell powder (Theobroma cacao) and hydroalcoholic extract were evaluated as a corrosion inhibitors of SAE 1008 carbon steel in 0.5 mol.L-1 sodium chloride solution. The inhibitory action of the cocoa residue was studied through gravimetric technique and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). For the chemical characterization of the inhibitor, the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used. The EIS results showed that the corrosion inhibition efficiency of the steel decreased with the inhibitor concentration, reaching maximum values of 55.97% and 72.93%, for cocoa shell powder and hydroalcoholic extract, respectively. The gravimetric data confirmed the electrochemical results and through the study of the adsorption mechanism it was verified that the adsorbed inhibitor molecules follow the FloryHuggins isotherm model, for both forms of the inhibitor. For all the concentrations evaluated, the cocoa shell powder did not represent an efficient corrosion inhibitor. In contrast, for the hydroalcoholic extract, at the concentration of 0.44 g.L-1, a good performance was verified as a corrosion inhibitor of SAE 1008 carbon steel in 0.5 mol.L-1 sodium chloride solution. Keywords: Carbon steel, Theobroma cacao, Natural Corrosion Inhibitor, EIS, Gravimetric Technique.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"104 12 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84026360","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1224
Ivo Diego de Lima Silva, F. Oliveira, Michelle Felix de Andrade, A. M. S. S. Brito, Fernando Hallwass, Gl Ria Maria Vinhas
As embalagens tem como funcao basica proteger o alimento e garantir a sua integridade comercial. Podem ser produzidas a partir de materiais biodegradaveis com funcionalidades especificas, tais como acao antimicrobiana e antioxidante. Alem disso, pesquisas vem sendo desenvolvidas de modo a substituir os aditivos sinteticos por outros naturais, como os extratos vegetais, devido aos compostos quimicos presentes em suas misturas. O poli(butileno adipato co-tereftalato) - (PBAT) vem sendo extensivamente estudado como uma possivel substituicao aos polimeros convencionais devido a sua biodegradabilidade. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi avaliar as potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale Linn), a fim de aplica-los como aditivos em embalagens de PBAT com propriedades ativas antioxidantes e antimicrobianas. Os extratos foram obtidos pela tecnica de extracao Sohxlet em tres diferentes tempos, 4, 6 e 8 horas, cujo melhor rendimento ocorreu nos tempos de 6 horas para jurema preta e 4 horas para cajueiro. No teste de presenca de flavonoides o extrato de jurema preta apresentou maior concentracao e no teste de fenolicos totais, utilizando o metodo de Folin-Ciocalteau, o cajueiro obteve maior concentracao. Ambos os extratos apresentaram capacidades antioxidantes significativas pelos dois metodos, fosfomolibdenio e DPPH. cajueiro apresentou melhor halo de inibicao frente ao Staphylococcus aureus, e, por isso, foi determinada a sua concentracao minima inibitoria (CMI), 0,0170 g.mL-1. Esse extrato foi incorporado ao PBAT, para o ensaio de migracao no meio etanolico, por meio do qual foi determinado um modelo cinetico e foi observado que a taxa de migracao, 0,0167 μg.mL-1.min-1, foi reduzida em cerca de um dia, indicando bom potencial do extrato para esses tipos de embalagem. Palavras-chave: embalagens ativas; embalagens antioxidantes; embalagens biodegradaveis; extratos vegetais; cinetica de migracao.
{"title":"Avaliação das potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale L.) para uso em embalagens ativas antimicrobianas e antioxidantes","authors":"Ivo Diego de Lima Silva, F. Oliveira, Michelle Felix de Andrade, A. M. S. S. Brito, Fernando Hallwass, Gl Ria Maria Vinhas","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1224","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1224","url":null,"abstract":"As embalagens tem como funcao basica proteger o alimento e garantir a sua integridade comercial. Podem ser produzidas a partir de materiais biodegradaveis com funcionalidades especificas, tais como acao antimicrobiana e antioxidante. Alem disso, pesquisas vem sendo desenvolvidas de modo a substituir os aditivos sinteticos por outros naturais, como os extratos vegetais, devido aos compostos quimicos presentes em suas misturas. O poli(butileno adipato co-tereftalato) - (PBAT) vem sendo extensivamente estudado como uma possivel substituicao aos polimeros convencionais devido a sua biodegradabilidade. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi avaliar as potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale Linn), a fim de aplica-los como aditivos em embalagens de PBAT com propriedades ativas antioxidantes e antimicrobianas. Os extratos foram obtidos pela tecnica de extracao Sohxlet em tres diferentes tempos, 4, 6 e 8 horas, cujo melhor rendimento ocorreu nos tempos de 6 horas para jurema preta e 4 horas para cajueiro. No teste de presenca de flavonoides o extrato de jurema preta apresentou maior concentracao e no teste de fenolicos totais, utilizando o metodo de Folin-Ciocalteau, o cajueiro obteve maior concentracao. Ambos os extratos apresentaram capacidades antioxidantes significativas pelos dois metodos, fosfomolibdenio e DPPH. cajueiro apresentou melhor halo de inibicao frente ao Staphylococcus aureus, e, por isso, foi determinada a sua concentracao minima inibitoria (CMI), 0,0170 g.mL-1. Esse extrato foi incorporado ao PBAT, para o ensaio de migracao no meio etanolico, por meio do qual foi determinado um modelo cinetico e foi observado que a taxa de migracao, 0,0167 μg.mL-1.min-1, foi reduzida em cerca de um dia, indicando bom potencial do extrato para esses tipos de embalagem. Palavras-chave: embalagens ativas; embalagens antioxidantes; embalagens biodegradaveis; extratos vegetais; cinetica de migracao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"18 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89754718","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1268
Luan Vieira Adames, Lorena Oliveira Pires, Maria Ângela Tallarico Adorno, S. I. Maintinguer
O esgotamento das reservas de petroleo e a crescente preocupacao com as mudancas climaticas tem acelerado novas pesquisas para obtencao de energias renovaveis. A producao de biogas atraves da digestao anaerobia vem se mostrando uma otima opcao, nao so para producao de energia, como tambem para manejo adequado de residuos orgânicos. O biodiesel teve sua producao aumentada em diversos paises por ser um combustivel renovavel e biodegradavel. Entretanto, e largamente obtido da transesterificacao de oleos vegetais e animais, onde seu rendimento e 9 litros de biodiesel para 1 litro de glicerol. O glicerol bruto possui grau reduzido de pureza, se tornando uma materia-prima barata com potencial para producao de energia renovavel, principalmente gas hidrogenio (H2) e metano (CH4). Nesse sentido, os objetivos deste estudo foram: operar um reator horizontal de leito fixo (RAHLF), com alimentacao continua e determinar a partida do mesmo na producao de H2 a partir de glicerol bruto residual de biodiesel, co-digerido em esgoto sanitario nas fases de: partida, ensaio 1 e ensaio 2. Durante a fase de partida e Ensaio 1, o afluente foi constituido de 99% esgoto 1% glicerol bruto (v/v) e 1,5% de glicerol bruto no Ensaio 2. Na partida e ensaio 1 foram verificadas medias de producao de 1 mol H2 m3 d-1 e 3,2 mols H2 m3 d-1, respectivamente. A maior producao diaria atingida foi 11,34 mols H2 m3 d-1 no Ensaio 2 com geracao media de acidos graxos volateis (AGV) de 3414,0 mg L-1. Tais resultados foram promissores e novos avancos com proporcoes mais elevadas do glicerol bruto e agentes tamponantes poderao evitar grandes variacoes de pH, viabilizando assim geracoes mais elevadas e mais estaveis de H2, em reatores continuos. Palavras-chave: Biogas. Esgoto Sanitario. Reator Continuo.
{"title":"Produção de hidrogênio em reator anaeróbio de fluxo contínuo utilizando glicerol bruto oriundo da produção de biodiesel","authors":"Luan Vieira Adames, Lorena Oliveira Pires, Maria Ângela Tallarico Adorno, S. I. Maintinguer","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1268","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1268","url":null,"abstract":"O esgotamento das reservas de petroleo e a crescente preocupacao com as mudancas climaticas tem acelerado novas pesquisas para obtencao de energias renovaveis. A producao de biogas atraves da digestao anaerobia vem se mostrando uma otima opcao, nao so para producao de energia, como tambem para manejo adequado de residuos orgânicos. O biodiesel teve sua producao aumentada em diversos paises por ser um combustivel renovavel e biodegradavel. Entretanto, e largamente obtido da transesterificacao de oleos vegetais e animais, onde seu rendimento e 9 litros de biodiesel para 1 litro de glicerol. O glicerol bruto possui grau reduzido de pureza, se tornando uma materia-prima barata com potencial para producao de energia renovavel, principalmente gas hidrogenio (H2) e metano (CH4). Nesse sentido, os objetivos deste estudo foram: operar um reator horizontal de leito fixo (RAHLF), com alimentacao continua e determinar a partida do mesmo na producao de H2 a partir de glicerol bruto residual de biodiesel, co-digerido em esgoto sanitario nas fases de: partida, ensaio 1 e ensaio 2. Durante a fase de partida e Ensaio 1, o afluente foi constituido de 99% esgoto 1% glicerol bruto (v/v) e 1,5% de glicerol bruto no Ensaio 2. Na partida e ensaio 1 foram verificadas medias de producao de 1 mol H2 m3 d-1 e 3,2 mols H2 m3 d-1, respectivamente. A maior producao diaria atingida foi 11,34 mols H2 m3 d-1 no Ensaio 2 com geracao media de acidos graxos volateis (AGV) de 3414,0 mg L-1. Tais resultados foram promissores e novos avancos com proporcoes mais elevadas do glicerol bruto e agentes tamponantes poderao evitar grandes variacoes de pH, viabilizando assim geracoes mais elevadas e mais estaveis de H2, em reatores continuos. Palavras-chave: Biogas. Esgoto Sanitario. Reator Continuo.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"4 3 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90045718","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1257
A. Oliveira, M. A. Sinhoreti, M. Amaral, L. Concílio, R. Vitti
The aim of this study was to verify the effectiveness of alternative techniques for measuring the linear dimensional change of molds obtained by different impression materials. A stainless-steel die containing three lines was used to get the impressions. The impression materials were handled according to the manufacturers' instructions. After gelation/polymerization time, the molds (n=12) were stored for 30 minutes and the lines were subsequently measured using: a microscope (Olympus Measuring Microscope STM; Olympus Optical Co) with a 30x magnification (MM, control group), a digital caliper (Mitutoyo Digimatic; Kawasaki) (DC) and digitization using a digital camera (Canon EOS Rebel 3Ti; Canon) (DI). For each mold, a mean of the length of the lines was obtained. For each impression material, the difference in the length between the metallic matrix and the mold was considered as linear dimensional change (%). The data were submitted to the non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, followed by one-way Analysis of Variance (ANOVA) for each material, and the means were compared by the Tukey test (α=0.05). The DI group promoted values of dimensional accuracy without significant differences with the control group (MM), except for the putty-body condensation silicone. The DC group showed significant differences for MM and DI groups for all impression materials tested. The DI group showed to be a reliable methodology (Standard error of the mean <10%) to measure the linear dimensional change of all impression materials. The DI group presented molds with linear dimensional change values without significant differences with MM group, except for the putty-body addition silicone. The digitization is a reliable methodology to evaluate the linear dimensional changes of molds made with impression materials, except for the putty-body elastomeric impression materials. Key words: Dimensional Measurement Accuracy; Dental impression materials; Microscopy
{"title":"Dimensional change of impression materials for dental prothesis using different measuring methods","authors":"A. Oliveira, M. A. Sinhoreti, M. Amaral, L. Concílio, R. Vitti","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1257","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1257","url":null,"abstract":"The aim of this study was to verify the effectiveness of alternative techniques for measuring the linear dimensional change of molds obtained by different impression materials. A stainless-steel die containing three lines was used to get the impressions. The impression materials were handled according to the manufacturers' instructions. After gelation/polymerization time, the molds (n=12) were stored for 30 minutes and the lines were subsequently measured using: a microscope (Olympus Measuring Microscope STM; Olympus Optical Co) with a 30x magnification (MM, control group), a digital caliper (Mitutoyo Digimatic; Kawasaki) (DC) and digitization using a digital camera (Canon EOS Rebel 3Ti; Canon) (DI). For each mold, a mean of the length of the lines was obtained. For each impression material, the difference in the length between the metallic matrix and the mold was considered as linear dimensional change (%). The data were submitted to the non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, followed by one-way Analysis of Variance (ANOVA) for each material, and the means were compared by the Tukey test (α=0.05). The DI group promoted values of dimensional accuracy without significant differences with the control group (MM), except for the putty-body condensation silicone. The DC group showed significant differences for MM and DI groups for all impression materials tested. The DI group showed to be a reliable methodology (Standard error of the mean <10%) to measure the linear dimensional change of all impression materials. The DI group presented molds with linear dimensional change values without significant differences with MM group, except for the putty-body addition silicone. The digitization is a reliable methodology to evaluate the linear dimensional changes of molds made with impression materials, except for the putty-body elastomeric impression materials. Key words: Dimensional Measurement Accuracy; Dental impression materials; Microscopy","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"17 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81681763","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1249
R. G. D. Silva, R. N. Silva, Julianni Dornelles, F. Silva
The Oil and gas exploration is one of the most strategic industrial sectors in the Brazilian economy. The discovery of deep water reserves adds more difficulty to the already problematic use of materials in equipment in extremely corrosive environments. With the objective of increasing the service life of the equipment, and consequently reducing the cost of maintenance and preventing against environmental catastrophes, it is common to use CRA claddings via welding processes, in which the nickel superalloy coatings stand out via the PTA welding process. In this context, the operation of internal cladding of risers becomes extremely complex due to the operational and metallurgical requirements imposed by the application. The present work aims at the development and empirical evaluation of the internal cladding procedure of risers with Nickelbased superalloy 625 via PTA welding process. From tests of cladding on plate, satisfactory preliminary parameters were reached for the performance of internal cladding tests on risers. From the adaptation of the welding parameters, comparative analyzes of three different procedures were carried out, with different weaving amplitude. Visual analysis and inspections were carried out via penetrating liquid and radiography, confirming the welding quality of all procedures performed. Still, proving the metallurgical quality of the developed procedures, analysis of chemical composition was carried out via EDX, presenting satisfactory results. Finally, a financial comparison of the process was elaborated, showing comparatively the consumption of powder and gas, and the time needed for internal cladding. Keywords: Coating; CRA; Nickel Alloy; Pipeline; Plasma Transferred Arc.
{"title":"Development and Evaluation of the Internal Cladding Process of API 5L X70 Risers with Nickel-based superalloy 625 via PTA Welding","authors":"R. G. D. Silva, R. N. Silva, Julianni Dornelles, F. Silva","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1249","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1249","url":null,"abstract":"The Oil and gas exploration is one of the most strategic industrial sectors in the Brazilian economy. The discovery of deep water reserves adds more difficulty to the already problematic use of materials in equipment in extremely corrosive environments. With the objective of increasing the service life of the equipment, and consequently reducing the cost of maintenance and preventing against environmental catastrophes, it is common to use CRA claddings via welding processes, in which the nickel superalloy coatings stand out via the PTA welding process. In this context, the operation of internal cladding of risers becomes extremely complex due to the operational and metallurgical requirements imposed by the application. The present work aims at the development and empirical evaluation of the internal cladding procedure of risers with Nickelbased superalloy 625 via PTA welding process. From tests of cladding on plate, satisfactory preliminary parameters were reached for the performance of internal cladding tests on risers. From the adaptation of the welding parameters, comparative analyzes of three different procedures were carried out, with different weaving amplitude. Visual analysis and inspections were carried out via penetrating liquid and radiography, confirming the welding quality of all procedures performed. Still, proving the metallurgical quality of the developed procedures, analysis of chemical composition was carried out via EDX, presenting satisfactory results. Finally, a financial comparison of the process was elaborated, showing comparatively the consumption of powder and gas, and the time needed for internal cladding. Keywords: Coating; CRA; Nickel Alloy; Pipeline; Plasma Transferred Arc.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"16 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82875491","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1236
Renan Zunta Raia, S. Iwakiri, R. Trianoski, A. S. D. Andrade, E. L. Kowalski
The aim of this study was to evaluate the effect of the alkalization with different concentrations and time combination in the modification of lignin, hemicellulose and cellulose in pine fibers and determine the best combination aiming the incorporation in plant-based composites. The alkalization process was conducted with 5 concentrations (5, 10, 15, 20, and 30%) and 2 exposure times (2 and 24 hours). Chemical analysis was performed, and cellulose crystallinity, thermal stability, and surface modification were analyzed for the treated fibers. The results showed that there was a reduction in crystallinity with cellulose I – II transformation. Thereafter, the thermal stability and surface characteristics were increased with the increase of the NaOH concentration. Although all treatments altered the fiber properties, the condition that resulted in technical gain was the condition with 5% concentration and 2 hours of alkalization. Thus, we can conclude that this condition changes the macromolecular structure of the wood fibers, change the surface and the treat fiber could be used as filler to plant-base composite. Keywords: Lignocellulosic fibers; Alkalization; Thermal stability; Cellulose crystallinity; Macromolecules.
{"title":"Effects of alkali treatment on modification of the Pinus fibers","authors":"Renan Zunta Raia, S. Iwakiri, R. Trianoski, A. S. D. Andrade, E. L. Kowalski","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1236","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1236","url":null,"abstract":"The aim of this study was to evaluate the effect of the alkalization with different concentrations and time combination in the modification of lignin, hemicellulose and cellulose in pine fibers and determine the best combination aiming the incorporation in plant-based composites. The alkalization process was conducted with 5 concentrations (5, 10, 15, 20, and 30%) and 2 exposure times (2 and 24 hours). Chemical analysis was performed, and cellulose crystallinity, thermal stability, and surface modification were analyzed for the treated fibers. The results showed that there was a reduction in crystallinity with cellulose I – II transformation. Thereafter, the thermal stability and surface characteristics were increased with the increase of the NaOH concentration. Although all treatments altered the fiber properties, the condition that resulted in technical gain was the condition with 5% concentration and 2 hours of alkalization. Thus, we can conclude that this condition changes the macromolecular structure of the wood fibers, change the surface and the treat fiber could be used as filler to plant-base composite. Keywords: Lignocellulosic fibers; Alkalization; Thermal stability; Cellulose crystallinity; Macromolecules.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"26 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87309989","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1215
André Valmir Saugo Ribeiro, Luiz Roberto Prudêncio Jr, Paulo Ricardo de Matos, Alex Taira
A construcao de grandes blocos de fundacao para edificios altos tem se tornado comum no pais. As altas resistencias a compressao dos concretos, aliado ao fato de muitas vezes se tratar de concretos autoadensaveis, geralmente levam a elevados consumos de ligante, possivelmente originando problemas de origem termica a estes elementos estruturais. Este estudo teve como objetivo avaliar a influencia de diferentes adicoes minerais na elevacao da temperatura de concretos massa com elevada resistencia a compressao. Para isso, foi utilizado um calorimetro adiabatico, o qual simula a condicao de um concreto em um regime de cura autogena. As resistencias a compressao dos concretos nos regimes de cura autogena e ambiente foram determinadas aos 28 dias. Complementarmente, as pastas que compoem os concretos foram avaliadas atraves de analise termogravimetrica aos 28 dias, a fim de verificar a influencia da temperatura nas reacoes dos compostos das misturas. Os resultados mostraram que houve uma tendencia de menor liberacao de calor para os parâmetros °C/MPa e °C/Kg de ligante para o CP III – RS, em relacao aos demais ligantes utilizados. A analise termogravimetrica indicou que o tipo de cura nao influenciou significativamente na atividade pozolânica e na hidratacao do cimento Portland. Por fim, verificou-se que as maiores resistencias a compressao para uma mesma relacao agua/ligante foram obtidas pela combinacao de CP V – ARI + metacaulim, pelo fato desta adicao mineral apresentar elevada atividade pozolânica. Ja na combinacao CP V – ARI + silica ativa, a adicao mineral parece ter contribuido de forma predominante pela formacao de pontos de nucleacao, apresentando pouco consumo de hidroxido de calcio. Palavras-chave: Concreto massa; Elevacao de temperatura; Adicoes minerais.
在巴西，为高层建筑建造大型地基砌块已成为一种普遍现象。混凝土的高抗压强度，加上它通常是自密实混凝土的事实，通常导致高粘结剂消耗，可能导致这些结构元素的热源问题。本研究旨在探讨不同矿物添加剂对高抗压强度混凝土温升的影响。为此，我们使用了绝热量热计，它模拟了混凝土在自愈状态下的状态。测定了混凝土在自生养护和环境养护条件下28 d的抗压强度。此外，通过热重分析对组成混凝土的膏体进行了28天的评价，以验证温度对混合物中化合物反应的影响。结果表明，与使用的其他配体相比，CP III - RS配体参数°C/MPa和°C/Kg的热释放有较低的趋势。热重分析表明，固化方式对硅酸盐水泥的火山灰活性和水合作用没有显著影响。最后发现，在相同的水/配体关系下，CP V - ARI +偏高岭土的抗压强度最高，因为这种矿物添加剂具有较高的火山灰活性。在cpv - ARI +活性二氧化硅组合中，矿物添加剂似乎主要促成了成核点的形成，氢氧化钙的消耗很少。关键词:散装混凝土;温度升高;Adicoes矿物质。
{"title":"Influência de adições minerais na elevação da temperatura de concretos massa de elevada resistência à compressão","authors":"André Valmir Saugo Ribeiro, Luiz Roberto Prudêncio Jr, Paulo Ricardo de Matos, Alex Taira","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1215","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1215","url":null,"abstract":"A construcao de grandes blocos de fundacao para edificios altos tem se tornado comum no pais. As altas resistencias a compressao dos concretos, aliado ao fato de muitas vezes se tratar de concretos autoadensaveis, geralmente levam a elevados consumos de ligante, possivelmente originando problemas de origem termica a estes elementos estruturais. Este estudo teve como objetivo avaliar a influencia de diferentes adicoes minerais na elevacao da temperatura de concretos massa com elevada resistencia a compressao. Para isso, foi utilizado um calorimetro adiabatico, o qual simula a condicao de um concreto em um regime de cura autogena. As resistencias a compressao dos concretos nos regimes de cura autogena e ambiente foram determinadas aos 28 dias. Complementarmente, as pastas que compoem os concretos foram avaliadas atraves de analise termogravimetrica aos 28 dias, a fim de verificar a influencia da temperatura nas reacoes dos compostos das misturas. Os resultados mostraram que houve uma tendencia de menor liberacao de calor para os parâmetros °C/MPa e °C/Kg de ligante para o CP III – RS, em relacao aos demais ligantes utilizados. A analise termogravimetrica indicou que o tipo de cura nao influenciou significativamente na atividade pozolânica e na hidratacao do cimento Portland. Por fim, verificou-se que as maiores resistencias a compressao para uma mesma relacao agua/ligante foram obtidas pela combinacao de CP V – ARI + metacaulim, pelo fato desta adicao mineral apresentar elevada atividade pozolânica. Ja na combinacao CP V – ARI + silica ativa, a adicao mineral parece ter contribuido de forma predominante pela formacao de pontos de nucleacao, apresentando pouco consumo de hidroxido de calcio. Palavras-chave: Concreto massa; Elevacao de temperatura; Adicoes minerais.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"56 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80265476","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1214
Claudia Regina Bernardi Baldin, José Ilo Pereira Filho, Vitor Baldin
Atualmente, os residuos da industria de cerâmica vermelha apresentam-se como uma alternativa em potencial para uso em matrizes cimenticias como adicao mineral ou pozolana de baixa reatividade. Este estudo, teve como objetivo avaliar a influencia da substituicao parcial do cimento CP V ARI por residuo da industria de cerâmica vermelha em placas de fibrocimento. O cimento foi substituido em volume nas percentagens de 0, 15, 25 e 50%. Essas combinacoes foram reforcadas com fibras de celulose e polipropileno (PP). A investigacao foi realizada analisando ensaios de fluorescencia de raios X, difracao de raios – X, microscopia eletronica de varredura e analise termogravimetrica. Alem disso, ensaios de resistencia mecânica a flexao das placas foram realizadas em amostras produzidas com base em um processo de succao e prensagem. Todos os ensaios foram realizados com amostras aos 28 dias de hidratacao. Os resultados da caracterizacao microestutural apresentaram uma reducao do hidroxido de calcio conforme aumenta o teor de RCV devido ao consumo deste composto em consequencia da reacao pozolânica, tambem foram observados picos de C-S-H em todas as misturas. Considerando- se os resultados das propriedades mecânicas a flexao, todos os percentuais de substituicao apresentaram resultados satisfatorios de acordo com a norma NBR 15498 em relacao a resistencia a flexao para uso em fachadas externas. Palavras-chave: Residuos de cerâmica vermelha. Placas de fibrocimento. Analise microestrutural. Resistencia mecânica a flexao.
目前，红陶瓷工业的废料作为低反应性矿物添加剂或火山灰等水泥基质的潜在替代品。摘要本研究旨在探讨红陶瓷工业废料部分替代水泥CP V ARI对纤维水泥板的影响。水泥按体积替换率分别为0、15、25和50%。用纤维素纤维和聚丙烯(PP)增强了这些组合物。通过X射线荧光测试、X射线衍射、扫描电子显微镜和热重分析进行了研究。此外，还对采用吸压工艺生产的试样进行了抗弯强度试验。所有试验均在水合作用后28天进行。微观结构表征结果表明，由于火山灰反应，氢氧化钙含量随着RCV含量的增加而降低，并观察到所有混合物中C-S-H的峰值。考虑到弯曲力学性能的结果，根据NBR 15498标准，所有替代百分比都显示出令人满意的结果，用于外立面的弯曲强度。关键词:红陶瓷废料。纤维水泥板。显微结构分析。机械抗弯强度。
{"title":"Estudo da influência da substituição do cimento Portland por resíduo de cerâmica vermelha na fabricação de placas de fibrocimento","authors":"Claudia Regina Bernardi Baldin, José Ilo Pereira Filho, Vitor Baldin","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1214","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1214","url":null,"abstract":"Atualmente, os residuos da industria de cerâmica vermelha apresentam-se como uma alternativa em potencial para uso em matrizes cimenticias como adicao mineral ou pozolana de baixa reatividade. Este estudo, teve como objetivo avaliar a influencia da substituicao parcial do cimento CP V ARI por residuo da industria de cerâmica vermelha em placas de fibrocimento. O cimento foi substituido em volume nas percentagens de 0, 15, 25 e 50%. Essas combinacoes foram reforcadas com fibras de celulose e polipropileno (PP). A investigacao foi realizada analisando ensaios de fluorescencia de raios X, difracao de raios – X, microscopia eletronica de varredura e analise termogravimetrica. Alem disso, ensaios de resistencia mecânica a flexao das placas foram realizadas em amostras produzidas com base em um processo de succao e prensagem. Todos os ensaios foram realizados com amostras aos 28 dias de hidratacao. Os resultados da caracterizacao microestutural apresentaram uma reducao do hidroxido de calcio conforme aumenta o teor de RCV devido ao consumo deste composto em consequencia da reacao pozolânica, tambem foram observados picos de C-S-H em todas as misturas. Considerando- se os resultados das propriedades mecânicas a flexao, todos os percentuais de substituicao apresentaram resultados satisfatorios de acordo com a norma NBR 15498 em relacao a resistencia a flexao para uso em fachadas externas. Palavras-chave: Residuos de cerâmica vermelha. Placas de fibrocimento. Analise microestrutural. Resistencia mecânica a flexao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"4 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80990208","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1285
Marcelo Gautério Fonseca, Jorge Luis Braz Medeiros, Leandro Macedo Cozza, S. Cava
O avanco tecnologico sugere o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias que possam proporcionar produtos competitivos economicamente e com as propriedades mecânicas desejadas. Durante o processo de cementacao e posterior tempera o material sofre uma transformacao, passando de uma estrutura austenitica para martensitica. Essa transformacao geralmente nao e completa devido a estabilizacao do carbono e outros elementos de liga, restando uma fase residual de austenita. Este componente degrada as propriedades mecânicas do aco, provocando alteracoes dimensionais e diminuicao em sua resistencia mecânica. Para limitar a presenca da austenita retida, alem de processos de conformacao mecânica, o revenimento e um dos tratamentos termicos mais empregados. Estes metodos exigem equipamentos de elevado custo, procedimentos complexos e elevadas incertezas nos resultados. Neste contexto surge como alternativa o processo de tratamento superficial atraves de shot peening a fim de melhorar as propriedades mecânicas na superficie dos metais. Diante do exposto este trabalho tem como objetivo desenvolver uma tecnica confiavel para reducao do percentual de austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Para tal foi realizada a cementacao de uma amostra de aco para aplicacao dos processos de shot peening dinâmico e estatico e posterior analise microestrutural e de microdureza. Os resultados indicaram que a aplicacao dos processos mecânicos de shot peening se apresentou com uma tecnica confiavel para transformacao da austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Dentre estes processos o de shot peening estatico foi o que apresentou melhor rendimento com valores de percentual de austenita retida de 6,04% e microdureza de 92 HV. Os resultados sao coerentes com os encontrados na literatura e contribuem para que esta tecnica possa ser utilizada no intuito de proporcionar um material com menor indice de falha. Palavras-chave: Aco DIN 20MnCr5. Carbonitretacao. Jateamento de microesferas.
技术进步建议开发新材料和新技术，以提供具有经济竞争力的产品和所需的机械性能。在渗碳和回火过程中，材料经历了由奥氏体组织转变为马氏体组织的转变。由于碳和其他合金元素的稳定，这种转变通常不完全，留下残余的奥氏体相。这种成分降低了钢的力学性能，导致尺寸变化和机械强度降低。为了限制残余奥氏体的存在，除了机械成形工艺外，回火是最常用的热处理之一。这些方法需要昂贵的设备、复杂的程序和结果的高不确定性。在这种情况下，通过喷丸处理来改善金属表面的力学性能是一种替代方法。因此，本研究旨在开发一种可靠的技术来降低奥氏体在马氏体中的保留百分比，提高渗碳组分的性能。为此，对aco样品进行了渗碳，应用了动态和静态喷丸工艺，并进行了显微组织和显微硬度分析。结果表明，喷丸处理是一种可靠的将奥氏体转化为马氏体的机械工艺，提高了渗碳部件的性能。在这些工艺中，静态喷丸处理的性能最好，奥氏体保留率为6.04%，显微硬度为92 HV。结果与文献中发现的一致，并有助于该技术可用于提供较低故障率的材料。关键词:Aco DIN 20MnCr5。Carbonitretacao。微球爆破。
{"title":"Redução do percentual de austenita retida pelo processo de shot peening","authors":"Marcelo Gautério Fonseca, Jorge Luis Braz Medeiros, Leandro Macedo Cozza, S. Cava","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1285","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1285","url":null,"abstract":"O avanco tecnologico sugere o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias que possam proporcionar produtos competitivos economicamente e com as propriedades mecânicas desejadas. Durante o processo de cementacao e posterior tempera o material sofre uma transformacao, passando de uma estrutura austenitica para martensitica. Essa transformacao geralmente nao e completa devido a estabilizacao do carbono e outros elementos de liga, restando uma fase residual de austenita. Este componente degrada as propriedades mecânicas do aco, provocando alteracoes dimensionais e diminuicao em sua resistencia mecânica. Para limitar a presenca da austenita retida, alem de processos de conformacao mecânica, o revenimento e um dos tratamentos termicos mais empregados. Estes metodos exigem equipamentos de elevado custo, procedimentos complexos e elevadas incertezas nos resultados. Neste contexto surge como alternativa o processo de tratamento superficial atraves de shot peening a fim de melhorar as propriedades mecânicas na superficie dos metais. Diante do exposto este trabalho tem como objetivo desenvolver uma tecnica confiavel para reducao do percentual de austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Para tal foi realizada a cementacao de uma amostra de aco para aplicacao dos processos de shot peening dinâmico e estatico e posterior analise microestrutural e de microdureza. Os resultados indicaram que a aplicacao dos processos mecânicos de shot peening se apresentou com uma tecnica confiavel para transformacao da austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Dentre estes processos o de shot peening estatico foi o que apresentou melhor rendimento com valores de percentual de austenita retida de 6,04% e microdureza de 92 HV. Os resultados sao coerentes com os encontrados na literatura e contribuem para que esta tecnica possa ser utilizada no intuito de proporcionar um material com menor indice de falha. Palavras-chave: Aco DIN 20MnCr5. Carbonitretacao. Jateamento de microesferas.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77470082","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1256
Manuel Alejandro Rojas Manzano, Eugênia Fonseca da Silva, Anne Neiry de Mendonça Lopes, Romildo Dias Tolêdo Filho
Os polimeros superabsorventes (PSA) sao materiais polimericos de origem sintetico, cujas cadeias reticuladas formam uma rede tridimensional. A sua principal caracteristica e a capacidade de absorver uma grande quantidade de liquido do ambiente e de rete-lo dentro da sua estrutura, sem dissolucao. Os PSAs podem ser utilizados numa grande variedade de aplicacoes, entre os muitos usos: produtos de higiene pessoal, revestimento de cabos eletricos, neve artificial. Este tipo de polimero tambem pode ser usado como agente de cura interna para prevenir a fissuracao, por retracao autogena, em concretos de alta resistencia (CARs). A propriedade mais importante dos PSA em materiais cimenticios e sua capacidade de absorcao de agua. Esta propriedade depende do tipo de polimero, do tamanho e forma das particulas, da carga ionica do fluido e de outras influencias externas (temperatura, pressao). Com o intuito de entender esta propriedade e sua influencia na mitigacao da autodessecacao no concreto, e apresentada uma revisao do estado da arte sobre o PSA e sua cinetica de migracao da agua em materiais cimenticios. Alem disso, foi desenvolvido um modelo esquematico do mecanismo de atuacao do PSA como agente de cura interna ao longo do tempo, de modo a dar subsidios ao meio tecnico-cientifico, para o melhor conhecimento desse material e, assim, poder usa-lo com mais seguranca onde sua aplicacao for adequada. Palavras-chave: Polimeros Superabsorventes, Retracao Autogena, Concreto de Alta Resistencia (CAR), Concreto de Alto Desempenho (CAD), Absorcao.
{"title":"Mecanismo de atuação dos Polímeros Superabsorventes como agentes de cura interna para mitigar a retração autógena em Concretos de Alta Resistência (CAR) – Estado da Arte","authors":"Manuel Alejandro Rojas Manzano, Eugênia Fonseca da Silva, Anne Neiry de Mendonça Lopes, Romildo Dias Tolêdo Filho","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1256","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1256","url":null,"abstract":"Os polimeros superabsorventes (PSA) sao materiais polimericos de origem sintetico, cujas cadeias reticuladas formam uma rede tridimensional. A sua principal caracteristica e a capacidade de absorver uma grande quantidade de liquido do ambiente e de rete-lo dentro da sua estrutura, sem dissolucao. Os PSAs podem ser utilizados numa grande variedade de aplicacoes, entre os muitos usos: produtos de higiene pessoal, revestimento de cabos eletricos, neve artificial. Este tipo de polimero tambem pode ser usado como agente de cura interna para prevenir a fissuracao, por retracao autogena, em concretos de alta resistencia (CARs). A propriedade mais importante dos PSA em materiais cimenticios e sua capacidade de absorcao de agua. Esta propriedade depende do tipo de polimero, do tamanho e forma das particulas, da carga ionica do fluido e de outras influencias externas (temperatura, pressao). Com o intuito de entender esta propriedade e sua influencia na mitigacao da autodessecacao no concreto, e apresentada uma revisao do estado da arte sobre o PSA e sua cinetica de migracao da agua em materiais cimenticios. Alem disso, foi desenvolvido um modelo esquematico do mecanismo de atuacao do PSA como agente de cura interna ao longo do tempo, de modo a dar subsidios ao meio tecnico-cientifico, para o melhor conhecimento desse material e, assim, poder usa-lo com mais seguranca onde sua aplicacao for adequada. Palavras-chave: Polimeros Superabsorventes, Retracao Autogena, Concreto de Alta Resistencia (CAR), Concreto de Alto Desempenho (CAD), Absorcao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":"14 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73199762","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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