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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.74.2016.tde-16032016-161005
Document
Author
Full name
Nubia Mireya Garzón Barrero
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2015
Supervisor
Committee
Savastano Junior, Holmer (President)
Brazolin, Sergio
Calil Junior, Carlito
Lima, Cesar Goncalves de
Tommasiello Filho, Mario
Title in Portuguese
Estudo da durabilidade de painéis de partículas de bagaço de cana de açúcar e resina poliuretana a base de óleo de mamona para aplicação na construção civil
Keywords in Portuguese
Durabilidade
Envelhecimento acelerado
Mamona
Painéis particulados
Resíduos agroindustriais
Abstract in Portuguese
O presente trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho físico-mecânico e a durabilidade de painéis de partículas de bagaço de cana-de-açúcar com resina bicomponente a base de mamona (BCP) e compará-los com painéis de partículas de madeira comerciais (Medium Density Particleboard - MDP). Os painéis de bagaço de cana de açúcar foram fabricados com um teor de resina poliuretana a base de óleo de maona de 15%. O desempenho físico e mecânico dos painéis particulados foi analisado com base nas prescrições dos documentos normativos vigentes. Ambos os materiais foram revestidos superficialmente com resina poliuretana bicomponente à base de óleo de mamona. Avaliou-se a influência do tratamento das bordas na deterioração e no desempenho dos painéis. O acompanhamento das propriedades físico-mecânicas foi realizado antes e após os ensaios de envelhecimento por exposição natural durante 3, 6 e 12 meses, envelhecimento acelerado e de intemperismo artificial. Foi feita a avaliação, da suscetibilidade ao crescimento gerada pelo ataque de fungos emboloradores e apodrecedores nos materiais durante o envelhecimento natural e no ensaio acelerado. Foi realizada a análise colorimétrica para a identificação de mudanças de cor e brilho nos materiais após os ensaios de deterioração. Foram utilizadas as técnicas de densitometria de raios X, espectroscopia por infravermelho próximo (NIR). Os resultados obtidos indicaram a selagem lateral permitiu avaliar a superfície exposta do material permitindo a entrada da água pela superfície avaliando o efeito dos agentes de deterioração. A porcentagem de retenção para o Módulo de ruptura após o ensaio de envelhecimento por imersão em agua e secagem (APA D1) foi de 87% e 3% para BCP e MDP sem revestimento respectivamente e de 90% e 3% para BCP e MDP com revestimento. A porcentagem de retenção das propriedades mecânicas em ambos os submetidos à exposição natural diminuiu em função do tempo. Entretanto o porcentagem de retenção para os materiais BCP e MDP com revestimento superficial foi de 76% e 60% para MOR. A exposição natural mostrou que os fungos emboloradores foram predominantes em ambos os materiais. Ambos os materiais com revestimento superficial apresentaram entre 1-10% de colonização com um 70% de probabilidade. Revestimento de resina de óleo de mamona reduz o crescimento de fungos em ambos os materiais no ensaio acelerado. O perfil de densitometria permitiu analisar o processo de fabricação dos painéis e permitiu identificar a deterioração gradativa do ambos os materiais após os ensaios de envelhecimento. A intepretação mediante a analise de componentes principais (ACP) na aplicação do NIR comportou a classificação das características relacionadas a cada ensaio de deterioração de ambos os materiais sem revestimento superficial. Com base nos resultados deste trabalho, foram propostas contribuições para ajustes de metodologias para a avaliação da durabilidade e do desempenho físico e mecânico dos painéis particulados, tendo em vista a sua viabilidade técnica, em sistemas construtivos da construção civil.
Title in English
Study of the durability of sugarcane bagasse particle boards and castor oil resin for application in civil construction
Keywords in English
Accelerated aging
Agro-industrial wastes
Castor oil
Durability
Particulate boards
Abstract in English
This work aimed to evaluate the physical-mechanical support and durability of sugarcane bagasse particle boards with a castor oil based bicomponent resin (BCP), and compare them to commercial wood particle boards (Medium Density Particleboard - MDP). The sugarcane bagasse boards were produced with a 15% castor oil based polyurethane resin. The physical and mechanical performance of the particle boards were analyzed based on the requirements of existing standardization documents. Both materials were superficially coated with castor oil based bicomponent polyurethane resin. The influence of treated edges on the decay and performance of the boards were evaluated. Monitoring the physical and mechanical properties was carried out before and after the aging tests by natural exposure during 3, 6, and 12 months, accelerated aging, e artificial weathering. An evaluation was made of the susceptibility to growth generated by the attack of moldy and rotting fungi in materials during the natural aging and accelerated tests. A colorimetric analysis was performed to identify the changes in color and brightness in the materials after the deterioration tests. X-rays densitometry and infra-red spectroscopy (NIR) techniques were used. The results obtained indicated that the lateral sealing allowed for an evaluation of the material surface exposed, permitting the entrance of water by the evaluating the effect of the deterioration agents. The retention percentage for the Module of rupture after the aging test by immersion in water and drying (APA D1) was 87% and 3% for BCP and MDP without coating, respectively, and 90% and 3% for BCP and MDP with coating. The retention percentage of the mechanical properties in both samples submitted to natural exposure decreased in relation to time. Meanwhile, the retention percentage for the BCP and MDP with a superficial coating was 76% and 60% MOR. Natural exposure showed that mold were predominant in both materials. Both of the materials with superficial coatings presented between 1-10% colonization with a 70% probability. Castor oil based resin decreased mold in both materials. The densitometry profile to analyze the production of the boards and allowed the identification of the gradual degradation of both materials after the aging tests. The interpretation through Principal component analysis (PCA) in the NIR application permitted the classification of characteristics related to each deterioration test for both materials without superficial coating. Based on the results of this work, contributions were proposed to adjust methodologies for the evaluation of durability and physical and mechanical performance of the particle boards, having in view its technical viability, in structural systems of construction.
 
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Publishing Date
2016-05-11
 
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