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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/5280
Tipo: | Dissertação |
metadata.dc.title: | Geração e otimização de microesferas vítreas produzidas a partir da cinza da casca do arroz |
Autor(es): | Silva, Gustavo Laionel Campos da |
Primeiro Orientador: | Menezes, Jacson Weber de |
Resumo: | Recentemente a pesquisa por materiais sustentáveis aplicados em diversos tipos de produtos tem gerado muito interesse tanto na comunidade científica quanto no meio industrial. Dentre os diversos materiais sustentáveis, a cinza da casca de arroz vem sendo utilizada como material alternativo em substituição a materiais que incluem sílica em sua composição, como é o caso de materiais da construção civil. Isso se deve ao fato de que a cinza da casca de arroz é muito rica em sílica, sendo, portanto, um substituto natural em quaisquer produtos que necessitam deste material em sua composição. Logo, a cinza da casca de arroz se aplica também na produção de vidros silicatos. Vidros silicatos são utilizados em diversos tipos de aplicações, desde a produção de vidros de garrafas até janelas, etc. Vidros silicatos também são utilizados na produção de microesferas que podem ser empregadas desde aplicações médicas passando por aplicações em materiais da construção civil, como isolante térmico e acústico, até aplicações em tintas para a demarcação viária. Assim, esta dissertação tem como foco fabricar vidros transparentes utilizando a cinza da casca de arroz como fonte de sílica e principalmente fazer um aparato que permite gerar microesferas sólidas destes vidros com potencial aplicação em tintas de demarcação viária. As microesferas tem um papel importante na demarcação uma vez elas exibem o fenômeno da retrorreflexão da luz incidente, fazendo com que ocorra um aumento considerável na intensidade da luz refletida pela superfície com estas microesferas incrustradas na tinta. Os vidros produzidos, aqui chamados de vidros boro-sódico-cálcicos, seguiram a seguinte composição em percentual de moles: 53,5 SiO2: 27 Na2O: 5 CaO: 14 B2O3: 0,5 Sb2O3, onde foi considerado a cinza como tendo 91% de sílica, baseado em resultados de fluorescência de raios X. Esta composição foi escolhida uma vez que os resultados de espectrofotometria Uv-Vis mostraram uma alta transparência óptica na faixa visível do espectro eletromagnético, quando comparado com outras composições com alterações do percentual de sílica e óxido de antimônio. Paralelamente foi desenvolvido um aparato experimental para a geração e otimização das microesferas sólidas por chama horizontal. Com este aparato foi possível gerar microesferas com diâmetros menores que 400 um. A otimização das microesferas foi avaliada em termos de número de passagens das partículas de vidro pela chama. A morfologia das microesferas foi avaliada através de imagens de microscopia óptica. Os resultados mostram que é possível gerar microesferas retrorrefletoras com boa qualidade óptica (transparente na região visível do espectro eletromagnético) e morfológica (forma esférica) com potencial aplicação em sinalização viária. Mais especificamente, de acordo com a norma NBR 16184 (Sinalização horizontal viária - Esferas e Microesferas de vidro - Requisitos e métodos de ensaio), as microesferas produzidas com maior qualidade se enquadram às microesferas tipo I-B que, em seu maior percentual, devem ter diâmetros menores que 212 μm. |
Abstract: | Recently, research for sustainable materials applied to different types of products has generated a lot of interest both in the scientific community and in the industrial environment. Among the various sustainable materials, rice husk ash has been used as an alternative material to replace materials that include silica in its composition as construction materials. This is because the rice husk ash is very rich in silica, being, therefore, a natural substitute in any products that need this material in its composition. Therefore, the rice husk ash is also used in the production of silicate glass. Silicate glasses are used in several types of applications, fromthe production of bottle glass to windows, etc. Silicate glasses are also used in the production of microspheres that can be used from medical applications to construction materials, such as thermal and acoustic insulation as well as paints for road demarcation. Thus, this work focuses on making transparent glass using rice husk ash as a source of silica and mainly making an apparatus that allows the generation of solid microspheres from these glasses with potential application in road demarcation paints. Microspheres play an important role in the demarcation once they exhibit the phenomenon of retroreflection of incident light, causing a considerable increase in the intensity of the light reflected by the surface to occur with these microspheres embedded in the ink. The glasses produced, here called boron-sodium-calcium glasses, are constituted, in percentage of moles, by: 53.5 SiO2: 27 Na2O: 5 CaO: 14 B2O3: 0.5 Sb2O3, where ash was considered to have 91 % silica, based on X-ray fluorescence results. This composition was chosen since the results of Uv-Vis spectrophotometry showed a high optical transparency in the visible range of the electromagnetic spectrum, when compared with other compositions with changes in the percentage of silica and antimony oxide. In parallel, an experimental apparatus was developed for the generation and optimization of solid microspheres by horizontal flame. With this apparatus it was possible to generate microspheres with diameters less than 400 μm. The optimization of the microspheres was evaluated in terms of the number of passages of the glass particles through the flame. The morphology of the microspheres was evaluated through optical microscopy images. The results show that it is possible to generate retroreflective microspheres with good optical quality (transparent in the visible region of the electromagnetic spectrum) and morphological (spherical shape) with potential application in road signaling. More specifically, according to the NBR 16184 standard (horizontal road signage - glass spheres and microspheres - requirements and test methods), the microspheres produced with higher quality fit the type IB microspheres, which, in their highest percentage, must have diameters less than 212 μm. |
metadata.dc.subject: | Engenharia Vidro Arroz Engineering Glass Rice |
CNPQ: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
metadata.dc.publisher: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Alegrete |
Curso: | Mestrado Acadêmico em Engenharia |
metadata.dc.identifier.citation: | SILVA, Gustavo Laionel Campos da. Geração e otimização de microesferas vítreas produzidas a partir da cinza da casca do arroz. Orientador: Jacson Weber de Menezes. 2020. 80p. Dissertação (Mestrado em Engenharia em Engenharia) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.identifier.uri: | http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5280 |
metadata.dc.date.issued: | 14-Sep-2020 |
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Gustavo Laionel Campos da Silva-2020.pdf | 2.5 MB | Adobe PDF | ???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.view??? |
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