Dissertação

{pt_PT=Desenvolvimento e durabilidade de compósitos bio-derivados reforçados com fibras de basalto para aplicações estruturais em Engenharia Civil} {} EVALUATED

{pt=Devido às suas propriedades competitivas, os compósitos poliméricos reforçados com fibras (FRP -Fiber Reinforced Polymer) são, cada vez mais, uma alternativa viável para diversas aplicações em Engenharia civil, face às soluções que integram os materiais tradicionais. No entanto, existe um desafio em termos de sustentabilidade no que se refere aos seus materiais constituintes e à energia necessária na produção. Mais concretamente, a pegada ecológica das resinas poliméricas, derivadas do petróleo, e, também, das tradicionais fibras de vidro e carbono, bem como do seu processamento industrial, não são desprezáveis. Através de um estudo experimental, a presente dissertação pretende dar um contributo científico no que diz respeito à escassa informação bibliográfica relativa a compósitos FRP produzidos com fibras de basalto e resinas bio-derivadas. Foram produzidos, por infusão a vácuo, dois compósitos BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) com resinas UPE (Poliéster Insaturado), convencional e bio-derivada (esta última desenvolvida no Instituto Superior Técnico). Posteriormente foram determinadas as propriedades mecânicas referentes à caracterização inicial e após dois tipos de envelhecimento acelerado (higrotérmico e ciclos gelo-degelo) dos materiais compósitos produzidos, com o intuito de apurar eventuais variações dos seus valores. Os resultados obtidos revelam o pior desempenho de algumas propriedades do bio-compósito. Não obstante, sendo a sua utilização vantajosa devido à incorporação da resina bio-derivada, com menor dependência de recursos não renováveis, simultaneamente mantendo uma resistência mecânica satisfatória para aplicações estruturais em engenharia civil. Salienta-se que a apreciação comparativa, realizada entre os dois compósitos estudados, é meramente qualitativa e não teve em conta qualquer cálculo estrutural., en=Due to their competitive properties, fiber-reinforced polymer composites (FRP) are increasingly becoming a viable alternative for various applications in civil engineering, compared to solutions that integrate traditional materials. However, there is a challenge in terms of sustainability regarding their constituent materials and the energy required for production. Specifically, the ecological footprint of polymer resins derived from petroleum, as well as traditional glass and carbon fibers, and their industrial processing, cannot be ignored. Through an experimental study, this dissertation aims to contribute to the scarce bibliographic information on FRP composites produced with basalt fibers and bio-derived resins. Two BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) composites were produced by vacuum infusion, one with conventional UPE (Unsaturated Polyester) resin and the other with bio-derived resin (the latter developed at the Instituto Superior Técnico). The mechanical properties of the initial characterization and after two types of accelerated aging (hygrothermal and freeze-thaw cycles) of the produced composite materials were subsequently determined, in order to assess any possible variations in their values. The results obtained reveal the poorer performance of some properties of the bio-composite. However, its use is advantageous due to the incorporation of the bio-derived resin, with less dependence on non-renewable resources, while maintaining satisfactory mechanical strength for structural applications in civil engineering. It should be noted that the comparative evaluation performed between the two studied composites is merely qualitative and did not take into account any structural calculations.}
{pt=Durabilidade, bio-resina, fibras de basalto, bio-compósito, BFRP, infusão a vácuo., en=Durability, bio-resin, basalt fibers, bio-composite, BFRP, vacuum infusion.}

março 16, 2023, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Mário Alexandre De Jesus Garrido

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

João Pedro Ramôa Ribeiro Correia

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Catedrático