DURABILIDADE DE MATERIAIS GEOSSINTTICOS EM
ESTRUTURAS DE CARCTER AMBIENTAL A IMPORTNCIA
DA INCORPORAO DE ADITIVOS QUMICOS
Jos Ricardo da Cunha Carneiro
Dezembro de 2009
Dissertao para Doutoramento em Engenharia do Ambiente
na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Aos meus pais, Maria Augusta (in memoriam) e Jos
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ndice geral
Pg.
ndice geral V
Resumo VII
Abstract IX
Rsum XI
Agradecimentos XIII
ndice de texto XV
ndice de figuras XXVII
ndice de quadros XLV
Abreviaturas e smbolos LXIII
Consideraes iniciais 1
PARTE I
Captulo 1 Geossintticos aspectos gerais 5
Captulo 2 Normas e ensaios em geossintticos. Propriedades dos geossintticos 25
Captulo 3 Durabilidade dos geossintticos 51
PARTE II
Captulo 4 Avaliao da degradao sofrida pelos geotxteis nos diversos ensaios de durabilidade
000 111
Captulo 5 Principais caractersticas dos geotxteis estudados. Amostragem e preparao de provetes
000 153
Captulo 6 Determinao da resistncia dos geotxteis a lquidos 175
Captulo 7 Determinao da resistncia dos geotxteis termo-oxidao mtodo do forno 199
ndice geral
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Captulo 8 Desenvolvimento de um novo equipamento e mtodo para testar a resistncia dos geossintticos termo-oxidao
000 261
Captulo 9 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos simulados artificialmente
000 291
Captulo 10 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos reais 365
Captulo 11 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes do solo 437
PARTE III
Captulo 12 Resistncia de georredes de polietileno de alta densidade a agentes de degradao qumicos
000 455
Captulo 13 Resistncia de geomembranas de polietileno de alta densidade a agentes de degradao qumicos
000 495
Consideraes Finais 511
Bibliografia 517
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Resumo
Os geossintticos so materiais polimricos muito aplicados em diversas obras de Engenharia Civil,
algumas delas de carcter ambiental, como o caso dos aterros de resduos. Nas suas mais variadas
aplicaes, os geossintticos podem estar expostos (durante um maior ou menor perodo de tempo)
a vrios agentes de degradao, tais como: a radiao ultravioleta e outros agentes climatricos, as
temperaturas elevadas, o oxignio, as espcies qumicas como cidos ou bases ou os microrganismos
e outros agentes do solo. A exposio prolongada a estes agentes pode causar um impacto negativo
nas propriedades dos geossintticos, afectando a sua durabilidade e diminuindo o seu tempo de vida
til. Em algumas aplicaes (como por exemplo, no caso dos aterros de resduos), a falha prematura
destes materiais poder ter graves consequncias ambientais. Assim, e para uma aplicao correcta
dos geossintticos, necessrio prever a sua degradao ao longo do tempo, de modo a assegurar
valores mnimos de certas propriedades (fsicas, mecnicas e hidrulicas) dos materiais durante o
tempo de vida da estrutura onde esto inseridos.
O principal objectivo deste trabalho foi avaliar a resistncia dos geossintticos face a vrios agentes
de degradao fsicos e qumicos. Este trabalho, associando a Qumica Engenharia Civil, pretende
contribuir para uma melhor compreenso da durabilidade dos geossintticos e permitir, assim, uma
melhor aplicao destes materiais nas mais diversas obras de construo civil (tendo em conta, logo
partida, a degradao que os materiais iro sofrer durante o seu tempo de servio); a garantia de
durabilidade um requisito indispensvel para a aplicao dos geossintticos.
Neste trabalho, a durabilidade de vrios geossintticos (geotxteis, georredes e geomembranas) foi
estudada atravs da exposio dos materiais a diversos agentes de degradao fsicos e/ou qumicos
e posterior avaliao do efeito desses agentes nas suas propriedades fsicas, qumicas, mecnicas e
hidrulicas. Os geossintticos foram imersos em vrias solues qumicas (a temperatura elevada e
temperatura ambiente), expostos termo-oxidao (pelo mtodo clssico do forno e atravs de um
novo mtodo de ensaio desenvolvido neste trabalho), expostos aco da radiao ultravioleta e de
outros agentes climatricos (tanto ao ar livre, como em laboratrio) e expostos in situ aos agentes
do solo. Os geossintticos usados neste trabalho ( excepo das geomembranas) foram fabricados
com diferentes estabilizaes qumicas. Deste modo, foi possvel avaliar a contribuio dos aditivos
qumicos para o aumento da durabilidade dos materiais.
Resumo
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Abstract
Geosynthetics are polymeric materials widely applied in Civil Engineering structures, some of them
of environmental nature, such as the waste landfills. In their applications, the geosynthetics may be
exposed (during a longer or shorter period of time) to many degradation agents, such as: ultraviolet
radiation and other weathering agents, high temperatures, oxygen, chemical species like acids or
alkalis or microorganisms and other soil agents. An extended exposure to these agents can cause a
negative impact on the properties of the geosynthetics, affecting their durability and shortening
their useful lifetime. In some applications (for example, in waste landfills), the premature failure of
these materials may have serious environmental consequences. So, for the proper application of the
geosynthetics, it is necessary to take into account their degradation through time, in order to assure
minimum values of certain properties (physical, mechanical and hydraulic) of the materials during
the lifetime of the structure where they are inserted.
The main objective of this study was to evaluate the resistance of the geosynthetics against several
physical and chemical degradation agents. This work, associating Chemistry with Civil Engineering,
aims to contribute to a better understanding of the durability of the geosynthetics and, this way,
allow a better application of these materials in civil construction (taking into account the damages
that the materials will suffer during their service lifetime); the assurance of durability is a crucial
requirement for the application of the geosynthetics.
In this work, the durability of several geosynthetics (geotextiles, geonets and geomembranes) was
studied by exposing the materials to various physical and chemical degradation agents. Afterwards,
it was evaluated the effect of those agents on some physical, chemical, mechanical and hydraulic
properties of the materials. The geosynthetics were immersed in several chemical solutions (at high
temperatures and at room temperature), exposed to thermo-oxidation (by the classic oven ageing
test and by a new method developed in this research), exposed to ultraviolet radiation and to other
weathering agents (both outdoors and in laboratory) and exposed in situ to the agents of the soil.
The geosynthetics used in this work (with the exception of the geomembranes) were manufactured
with different chemical compositions. This way, it was possible to evaluate the contribution of the
chemical additives to the overall durability of the materials.
Abstract
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Rsum
Les gosynthtiques sont des matriaux polymriques trs appliqus dans divers ouvrages de Gnie
Civil, dont certains de caractre environnemental, comme cest le cas des dcharges. Dans ses plus
vastes applications, les gosynthtiques peuvent tre exposs (durant une plus ou moins longue
dure) diffrents agents de dgradation, comme par exemple: le rayonnement ultraviolet et
autres agents climatriques, les tempratures leves, loxygne, les espces chimiques comme les
acides ou bases ou les micro-organismes et autres agents du sol. Lexposition prolonge ces agents
peut causer un impact ngatif sur les proprits des gosynthtiques, se qui affecte leur durabilit
et diminue leur dure de vie utile. Dans certaines applications (comme par exemple dans le cas des
dcharges), la dfaillance prmature de ces matriaux pourra avoir des consquences
environnementales graves. Ainsi, et pour uns application correcte des gosynthtiques, il faut
prvoir leur dgradation au fil du temps, de faon pouvoir assurer des minimums de certaines
proprits (physiques, mcaniques et hydrauliques) des matriaux durant la dure de vie de la
structure dans laquelle ils sont insrs.
Le principal objectif de ce travail a t dvaluer la rsistance des gosynthtiques face
diffrents agents de dgradation physique et chimique. Ce travail, qui associe la Chimie au Gnie
Civil, prtend contribuer pour une meilleure comprhension de la durabilit des gosynthtiques et
permettre, ainsi, une meilleure application de ces matriaux dans les plus divers ouvrages de Gnie
Civil (en tenant compte, ds le dpart, de la dgradation que les matriaux iront souffrir durant
leur temps de service); la garantie de la durabilit est uns exigence indispensable pour lapplication
des gosynthtiques.
Dans cette tude, la durabilit de diffrents gosynthtiques a t tudie travers lexposition
des matriaux diffrents agents de dgradation physique et/ou chimiques et postrieure
valuation de leffet de ces agents sur leurs proprits physiques, chimiques, mcaniques et
hydrauliques. Les gosynthtiques ont t immergs dans diffrentes solutions chimiques (
temprature leve et temprature ambiante), exposs la thermo-oxydation (par la mthode
classique du four et travers dune nouvelle mthode dessai dveloppe durant ce travail),
exposs laction de rayonnement ultraviolet et dautres agents climatriques (a lair libre et en
laboratoire) et exposs in situ aux agents du sol. Les gosynthtiques utiliss dans ce travail (
lexception des gomembranes) ont t fabriqus avec diffrentes stabilits chimiques. De cette
faon, il a t possible dvaluer la contribution des additifs chimiques pour la durabilit des
matriaux.
Rsum
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Agradecimentos
O presente trabalho teve o contributo de vrias pessoas e/ou instituies, s quais desejo expressar
os meus agradecimentos:
Professora Doutora Maria de Lurdes Lopes, por ter acreditado em mim, pela confiana, por toda a
ajuda e dedicao, pelo incentivo, pela disponibilidade permanente e pela amizade [foi, e ser
sempre um prazer trabalhar consigo];
Ao Professor Doutor Paulo Joaquim Almeida, por toda a ajuda, pela total disponibilidade, por todo o
apoio, pelo incentivo e pela amizade;
Ao Laboratrio da Geossintticos da FEUP, na pessoa da sua Directora, a Professora Doutora Maria
de Lurdes Lopes, pela disponibilizao do espao e de uma parte dos equipamentos usados;
Ao Laboratrio de Qumica Analtica e Qualidade Alimentar (QuaQua) da Faculdade de Cincias da
Universidade do Porto, na pessoa do seu Director, o Professor Doutor Aquiles Arajo Barros, pela
disponibilizao de todas as condies para a realizao de uma parte deste trabalho;
Fundao para a Cincia e a Tecnologia (FCT), pelo apoio financeiro no mbito dos projectos de
investigao POCTI/ECM/42822/2001 e PTDC/ECM/67547/2006;
Carvalhos, LDA, pelo fabrico das fibras e dos geotxteis estudados neste trabalho;
Guerner & Irmos, S.A., pelo fabrico das georredes estudadas neste trabalho;
Termolab Fornos Elctricos, LDA, pela colaborao na construo do equipamento prottipo para
testar a resistncia dos geossintticos termo-oxidao;
Lipor, pela cedncia do espao para expor os geossintticos aco dos agentes climatricos reais
e pela disponibilizao de informao meteorolgica;
Ciba, pela oferta do aditivo Chimassorb 944 para o desenvolvimento do mtodo cromatogrfico;
Professora Doutora Margarida Pinho Lopes e ao Mestre Rui Silvano, pelo excelente acolhimento na
equipa de geossintticos da FEUP, pela simpatia e por toda a ateno;
Ao Mestre Simo Moreira, por todo o auxlio prestado, pela dedicao, pela total disponibilidade e
pela amizade;
Ao Dr. Iven Duarte, Dra. Ana Ramos e Dra. Ins Valente, pela colaborao no desenvolvimento
do mtodo para a determinao do aditivo Chimassorb 944; Dra. Ins Valente, tambm pelo apoio
nas anlises por espectroscopia de infravermelho;
Agradecimentos
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D. Maria Teresa e D. Jlia, pela ateno e simpatia;
A todos os meus colegas de trabalho (do Laboratrio de Geossintticos da FEUP e do Laboratrio de
Qumica Analtica e Qualidade Alimentar da FCUP), com os quais passei muitos e bons momentos;
Aos meus Pais, pelo incentivo e pelo apoio incondicional que sempre me deram;
Daniela, por todo um conjunto de coisas que no podem ser traduzidas por palavras.
A todos, os meus sinceros agradecimentos.
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ndice de texto
Pg.
Consideraes iniciais 1
PARTE I
1 Geossintticos aspectos gerais
1.1 - Introduo 5
1.2 - Breve histria dos geossintticos 5
1.3 - Tipos de geossintticos 7
1.4 - Funes dos geossintticos 8
1.5 - Matrias-primas usadas no fabrico de geossintticos 10
1.5.1 - Consideraes iniciais 10
1.5.2 - Polmeros 11
1.5.2.1 - Aspectos gerais 11
1.5.2.2 - Reaces de polimerizao 11
1.5.2.3 - Polmeros usados no fabrico de geossintticos 13
1.5.3 - Aditivos qumicos 16
1.6 - Processos de fabrico dos geossintticos 17
1.6.1 - Consideraes iniciais 17
1.6.2 - Produo da mistura polimrica 17
1.6.3 - Produo dos componentes dos geossintticos 17
1.6.4 - Produo de geotxteis 19
1.6.5 - Produo de geomembranas 22
1.7 - Principais aplicaes dos geossintticos 23
1.8 - Consideraes finais 23
2 Normas e ensaios em geossintticos. Propriedades dos geossintticos
2.1 - Introduo 25
2.2 - Normas e ensaios em geossintticos 25
2.2.1 - Consideraes iniciais
25
2.2.2 - Organismos de normalizao 26
2.2.3 - Normas CEN 27
2.2.4 - Normas ISO 31
2.2.5 - Normas ASTM 33
2.2.6 - Consideraes finais 38
2.3 - Propriedades dos geossintticos 39
ndice de texto
Pgina XVI
2.3.1 - Consideraes iniciais 39
2.3.2 - Propriedades fsicas 39
2.3.2.1 - Densidade relativa 39
2.3.2.2 - Massa por unidade de rea 40
2.3.2.3 - Espessura 40
2.3.2.4 - Distribuio e dimenso das aberturas 40
2.3.3 - Propriedades mecnicas 41
2.3.3.1 - Propriedades de traco 41
2.3.3.2 - Fluncia e rotura em fluncia 43
2.3.3.3 - Resistncia ao rasgamento 44
2.3.3.4 - Resistncia ao punoamento 44
2.3.3.5 - Atrito nas interfaces 45
2.3.4 - Propriedades hidrulicas 46
2.3.4.1 - Permeabilidade gua normal ao plano permissividade 46
2.3.4.2 - Permeabilidade gua no plano transmissividade 47
2.4 - Danificao dos geossintticos aspectos gerais 48
2.4.1 - Consideraes iniciais 48
2.4.2 - Danificao durante a instalao 48
2.4.3 - Abraso 49
2.4.4 - Agentes de degradao fsicos, qumicos e biolgicos 49
2.5 - Consideraes finais 50
3 Durabilidade dos geossintticos
3.1 - Introduo 51
3.2 - Agentes e mecanismos de degradao dos geossintticos 51
3.2.1 - Consideraes iniciais 51
3.2.2 - Aco dos lquidos 52
3.2.2.1 - Absoro de lquidos 52
3.2.2.2 - Extraco de aditivos 52
3.2.2.3 - Reaces qumicas com lquidos 53
3.2.2.4 - Hidrlise 53
3.2.3 - Aco da temperatura 54
3.2.4 - Oxidao 55
3.2.4.1 - Aspectos gerais 55
3.2.4.2 - Mecanismos de oxidao 57
3.2.4.3 - Mecanismo de oxidao: caso particular do polietileno e do polipropileno 58
3.2.5 - Aco dos agentes climatricos 59
3.2.5.1 - Consideraes iniciais 59
3.2.5.2 - Radiao solar 59
3.2.5.3 - Temperatura 61
3.2.5.4 - Oxignio atmosfrico 61
ndice de texto
Pgina XVII
3.2.5.5 - Humidade 61
3.2.5.6 - Outros agentes de degradao ao ar livre 62
3.2.6 Aco dos microrganismos 62
3.2.7 Outros agentes de degradao 63
3.3 Proteco da degradao principais aditivos qumicos usados em geossintticos 64
3.3.1 Consideraes iniciais
64
3.3.2 Antioxidantes 65
3.3.2.1 Antioxidantes primrios
65
3.3.2.2 Antioxidantes secundrios
66
3.3.3 Estabilizantes UV
68
3.3.3.1 UV screeners 68
3.3.3.2 UV absorbers 68
3.3.3.3 Agentes de quenching 69
3.3.3.4 HALS 70
3.3.4 Pigmentos 71
3.4 Aditivos qumicos presentes nos geossintticos estudados neste trabalho
72
3.4.1 Consideraes iniciais
72
3.4.2 Chimassorb 944
72
3.4.2.1 Principais caractersticas 72
3.4.2.2 Determinao do Chimassorb 944 em materiais polimricos
73
3.4.3 Tinuvin 622 76
3.4.4 Tinuvin 783 76
3.4.5 Negro de carbono 77
3.4.6 Ftalocianinas de cobre 78
3.5 Mtodos para avaliar a durabilidade dos geossintticos
79
3.5.1 Consideraes iniciais
79
3.5.2 Resistncia aos lquidos
79
3.5.3 Resistncia s alteraes de temperatura
81
3.5.4 Resistncia oxidao
81
3.5.5 Resistncia aos agentes climatricos simulados em laboratrio
85
3.5.5.1 Consideraes iniciais 85
3.5.5.2 Tipos de simuladores climatricos 86
3.5.5.3 Fontes de luz 87
3.5.5.4 Mtodos normalizados de exposio aos agentes climatricos em laboratrio
88
3.5.5.5 Estudos existentes na literatura
89
3.5.6 Resistncia aos agentes climatricos reais
90
3.5.6.1 Consideraes iniciais
90
3.5.6.2 Local de exposio 90
3.5.6.3 Tipos de exposio 92
3.5.6.4 ngulo de exposio 93
3.5.6.5 Orientao da exposio
94
ndice de texto
Pgina XVIII
3.5.6.6 Tempo de exposio
94
3.5.6.7 Mtodos normalizados de exposio aos agentes climatricos reais
94
3.5.6.8 Estudos existentes na literatura
94
3.5.7 Resistncia aos microrganismos
96
3.5.8 Resistncia a outros agentes de degradao
96
3.6 Algumas tcnicas usadas para avaliar a danificao sofrida pelos geossintticos
97
3.6.1 Consideraes iniciais
97
3.6.2 Microscopia electrnica de varrimento e microanlise por raio X
97
3.6.2.1 Aspectos gerais
97
3.6.2.2 Caractersticas das amostras
98
3.6.2.3 Interaces entre o feixe electrnico e a amostra
99
3.6.2.4 Instrumentao
100
3.6.2.5 Microanlise por raio X
101
3.6.3 Espectroscopia de infravermelho 101
3.6.4 Cromatografia lquida de alta eficincia 105
3.6.4.1 Consideraes iniciais
105
3.6.4.2 Componentes de um equipamento de cromatografia lquida de alta eficincia
105
3.6.4.3 Processo cromatogrfico
106
3.6.4.4 Anlise qualitativa
107
3.6.4.5 Anlise quantitativa
108
3.7 Consideraes finais
108
PARTE II
4 Avaliao da degradao sofrida pelos geotxteis nos diversos ensaios de durabilidade
4.1 - Introduo 111
4.2 - Inspeco sensorial dos geotxteis 112
4.3 - Ensaio de determinao da massa por unidade de rea 112
4.3.1 - Descrio do ensaio 112
4.3.2 - Resultados de um ensaio tipo 113
4.4 - Ensaio de determinao da espessura 114
4.4.1 - Descrio do ensaio 114
4.4.2 - Resultados de um ensaio tipo 116
4.5 - Ensaios de traco-extenso segundo a norma NP EN ISO 10319 116
4.5.1 - Introduo 116
4.5.2 - Equipamento de ensaio utilizado nos ensaios de traco-extenso 117
4.5.3 - Procedimento de ensaio 120
4.5.4 - Resultados obtidos a partir de um ensaio de traco-extenso 122
4.5.4.1 - Consideraes iniciais 122
4.5.4.2 - Resistncia traco 123
4.5.4.3 - Extenso na fora mxima 123
ndice de texto
Pgina XIX
4.5.4.4 - Rigidez secante 124
4.5.4.5 - Robustez 124
4.5.4.6 - Resultados de um ensaio tipo 125
4.6 Ensaios de traco-extenso segundo a norma NP EN 29073-3 128
4.6.1 - Introduo 128
4.6.2 - Descrio do ensaio: Equipamento, mtodo e resultados obtidos 128
4.7 - Ensaios de rasgamento 130
4.7.1 - Introduo 130
4.7.2 - Descrio do ensaio: equipamento, mtodo e resultados obtidos 130
4.7.3 - Resultados de um ensaio tipo 132
4.8 - Ensaios de punoamento esttico 134
4.8.1 - Introduo 134
4.8.2 - Descrio do ensaio: equipamento, mtodo e resultados obtidos 134
4.8.3 - Resultados de um ensaio tipo 136
4.9 - Ensaios de determinao da permeabilidade gua normal ao plano 138
4.9.1 - Introduo 138
4.9.2 - Descrio do ensaio: equipamento, mtodo e resultados obtidos 138
4.9.3 - Resultados de um ensaio tipo 141
4.10 - Microscopia electrnica de varrimento e microanlise por raio X 143
4.11 - Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier 145
4.12 - Determinao do aditivo Chimassorb 944 por HPLC-UV 146
4.12.1- Introduo 146
4.12.2 - Mtodo de determinao do Chimassorb 944 em geotxteis de PP 146
4.12.3 - Quantificao do Chimassorb 944 nos geotxteis de PP 149
4.13 - Consideraes finais 151
5 Principais caractersticas dos geotxteis estudados. Amostragem e preparao de provetes
5.1 - Introduo 153
5.2 - Caractersticas dos geotxteis estudados: estrutura e composio 153
5.3 - Caracterizao dos geotxteis estudados 155
5.3.1 Determinao da massa por unidade de rea 155
5.3.2 Determinao da espessura 155
5.3.3 Ensaios de traco-extenso: NP EN ISO 10319 156
5.3.3.1 Consideraes iniciais 156
5.3.3.2 Resultados obtidos para provetes ensaiados na direco de fabrico 157
5.3.3.3 Resultados obtidos para provetes ensaiados na direco perpendicular de fabrico
000 160
5.3.4 - Ensaios de traco-extenso: NP EN 29073-3 161
5.3.4.1 - Consideraes iniciais 161
5.3.4.2 - Resultados obtidos para provetes ensaiados na direco de fabrico 161
ndice de texto
Pgina XX
5.3.4.3 - Resultados obtidos para provetes ensaiados na direco perpendicular de fabrico
000 164
5.3.5 - Ensaios de rasgamento 165
5.3.6 - Ensaios de punoamento esttico 166
5.3.7 - Ensaios de determinao da permeabilidade gua normal ao plano 168
5.3.8 - Microscopia electrnica de varrimento e microanlise por raio X 170
5.4 - Princpios gerais de amostragem e de preparao de provetes 171
5.5 - Consideraes finais 173
6 Determinao da resistncia dos geotxteis a lquidos
6.1 - Introduo 175
6.2 - Descrio experimental 175
6.2.1 - Procedimento geral dos ensaios, equipamento e reagentes 175
6.2.2 - Ensaios de imerso de acordo com as normas EN 14030 e EN 12447 177
6.2.3 - Ensaios de imerso a 90 C 177
6.2.4 - Ensaios de imerso temperatura ambiente 178
6.3 - Resultados experimentais 179
6.3.1 - Ensaios de imerso de acordo com as normas EN 14030 e EN 12447 179
6.3.1.1 - Consideraes iniciais 179
6.3.1.2 - Geotxtil B0-500 179
6.3.1.3 - Geotxtil B2-500 181
6.3.1.4 - Geotxtil B4-500 182
6.3.1.5 - Geotxtil P2-500 183
6.3.1.6 - Geotxteis com 280 g.m-2 185
6.3.1.7 - Consideraes finais 185
6.3.2 - Ensaios de imerso a 90 C 186
6.3.2.1 - Resistncia em meio cido geotxtil B0-500 186
6.3.2.2 - Resistncia em meio cido geotxtil B4-500 188
6.3.2.3 - Resistncia em meio alcalino geotxtil B0-500 190
6.3.2.4 - Resistncia em meio alcalino geotxtil B4-500 193
6.3.3 - Ensaios de imerso temperatura ambiente 194
6.3.3.1 - Geotxtil B0-500 194
6.3.3.2 - Geotxtil B4-500 196
6.4 - Consideraes finais 197
7 Determinao da resistncia dos geotxteis termo-oxidao mtodo do forno
7.1 - Introduo 199
7.2 - Descrio geral do ensaio de termo-oxidao 200
7.3 - Resultados experimentais 201
7.3.1 - Avaliao da resistncia dos geotxteis termo-oxidao 201
7.3.1.1 - Consideraes iniciais 201
ndice de texto
Pgina XXI
7.3.1.2 - Geotxteis sem Chimassorb 944: B0-280 e B0-500 201
7.3.1.3 - Geotxteis estabilizados com 0,2% de Chimassorb 944: B2-280 e B2-500 206
7.3.1.4 - Geotxteis estabilizados com 0,4% de Chimassorb 944: B4-280 e B4-500 210
7.3.1.5 - Geotxteis estabilizados com Chimassorb 944 e negro de carbono: P2-280 e P2-500
000 213
7.3.1.6 - Comparao da resistncia dos geotxteis oxidao induzida pela temperatura
000 217
7.3.1.7 - Consideraes finais 218
7.3.2 - Efeito do tempo de exposio na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao 219
7.3.2.1 - Consideraes iniciais 219
7.3.2.2 - Resultados obtidos 219
7.3.3 - Efeito da temperatura na velocidade de degradao do geotxtil B0-280 222
7.3.3.1 - Consideraes iniciais 222
7.3.3.2 - Ensaios de termo-oxidao a 100 C 222
7.3.3.3 - Ensaios de termo-oxidao a 90 C 223
7.3.3.4 - Ensaios de termo-oxidao a 80 C 225
7.3.3.5 - Comparao da velocidade de degradao a diferentes temperaturas 226
7.3.3.6 - Aplicao do modelo de Arrhenius na previso do tempo de vida do geotxtil B0-280
000 227
7.3.4 - Efeito da imerso em lquidos na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao 232
7.3.4.1 - Consideraes iniciais 232
7.3.4.2 - Resistncia do geotxtil B2-280 imerso em lquidos 233
7.3.4.3 - Efeito da imerso em gua na resistncia termo-oxidao 234
7.3.4.4 - Efeito da imerso em cido sulfrico na resistncia termo-oxidao 235
7.3.4.5 - Efeito da imerso em cido ntrico na resistncia termo-oxidao 238
7.3.4.6 - Efeito da imerso em hidrxido de sdio na resistncia termo-oxidao 239
7.3.4.7 - Comparao do efeito das vrias imerses na resistncia termo-oxidao 241
7.3.4.8 - Consideraes finais 242
7.3.5 - Efeito dos caties metlicos na resistncia dos geotxteis termo-oxidao 242
7.3.5.1 - Consideraes iniciais 242
7.3.5.2 Resistncia do geotxtil B2-280 imerso em solues de caties metlicos 243
7.3.5.3 Efeito do catio cdmio na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao 245
7.3.5.4 Efeito do catio cobre na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao 247
7.3.5.5 Efeito do catio ferro na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao 249
7.3.5.6 Efeito do catio zinco na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao 251
7.3.5.7 Comparao do efeito dos vrios caties metlicos na resistncia termo-oxidao
000 252
7.3.5.8 Efeito da concentrao de ferro na resistncia do geotxtil B2-280 termo-oxidao
000 254
7.3.5.9 Efeito do catio ferro na resistncia do geotxtil B4-280 termo-oxidao 257
7.3.5.10 - Consideraes finais 260
7.4 - Consideraes finais 260
ndice de texto
Pgina XXII
8 Desenvolvimento de um novo equipamento e mtodo para testar a resistncia dos geossintticos termo-oxidao
8.1 - Introduo 261
8.2 - Equipamento desenvolvido para a realizao de ensaios de termo-oxidao 261
8.2.1 - Descrio geral do equipamento 261
8.2.2 - Esquemas do equipamento desenvolvido 263
8.2.3 - Componentes instalados no equipamento 266
8.2.3.1 - Componentes instalados na parede superior do autoclave 266
8.2.3.2 - Componentes instalados na parede traseira do autoclave 266
8.2.3.3 - Componentes instalados no interior do autoclave 267
8.2.3.4 - Componentes instalados na unidade de controlo 267
8.2.3.5 - Funes dos componentes instalados no equipamento 268
8.2.4 - Sistema de fecho e de estanquicidade do autoclave 269
8.2.5 - Aperfeioamentos futuros do equipamento 271
8.3 - Mtodo desenvolvido para a realizao de ensaios de termo-oxidao 271
8.4 - Comparao do novo mtodo/equipamento com os outros mtodos existentes 272
8.4.1 - Distino entre o presente mtodo e os outros mtodos existentes 272
8.4.2 - Vantagens e desvantagens do novo mtodo em relao aos outros mtodos existentes 272
8.5 - Determinao da resistncia dos geotxteis oxidao atravs do novo mtodo 273
8.5.1 - Descrio do ensaio 273
8.5.2 - Evoluo da temperatura e da presso ao longo dos ensaios de termo-oxidao 274
8.5.3 - Resistncia do geotxtil B0-500 termo-oxidao 276
8.5.4 - Resistncia do geotxtil B2-500 termo-oxidao 281
8.5.5 - Resistncia do geotxtil B4-500 termo-oxidao 283
8.5.6 - Comparao da resistncia dos geotxteis termo-oxidao 286
8.6 - Resistncia dos geotxteis termo-oxidao: o novo mtodo vs o mtodo do forno 287
8.7 - Consideraes finais 289
9 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos simulados artificialmente
9.1 - Introduo 291
9.2 - Descrio geral dos ensaios climatricos 292
9.3 - Resultados experimentais 296
9.3.1 - Efeito da composio do ciclo climatrico na resistncia dos geotxteis 296
9.3.1.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 296
9.3.1.2 - Geotxteis sem Chimassorb 944: B0-280 e B0-500 297
9.3.1.3 Geotxteis estabilizados com 0,2% de Chimassorb 944: B2-280 e B2-500 302
9.3.1.4 Geotxteis estabilizados com 0,4% de Chimassorb 944: B4-280 e B4-500 308
9.3.1.5 Geotxteis estabilizados com Chimassorb 944 e negro de carbono: P2-280 e P2-500
000 314
9.3.1.6 Comparao da resistncia dos geotxteis aos vrios ensaios climatricos 317
9.3.2 - Efeito do tempo de exposio na resistncia dos geotxteis 319
ndice de texto
Pgina XXIII
9.3.2.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 319
9.3.2.2 - Geotxteis sem Chimassorb 944: B0-280 e B0-500 319
9.3.2.3 Geotxteis estabilizados com 0,2% de Chimassorb 944: B2-280 e B2-500 322
9.3.2.4 Geotxteis estabilizados com 0,4% de Chimassorb 944: B4-280 e B4-500 326
9.3.2.5 Geotxteis estabilizados com Chimassorb 944 e negro de carbono: P2-280 e P2-500
000 329
9.3.2.6 Comparao da resistncia dos geotxteis a diferentes tempos de exposio no QUV
000 332
9.3.3 - Efeito da temperatura do passo de exposio UV na resistncia dos geotxteis 333
9.3.3.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 333
9.3.3.2 Geotxteis estabilizados com 0,2% de Chimassorb 944: B2-280 e B2-500 333
9.3.3.3 Geotxteis estabilizados com 0,4% de Chimassorb 944: B4-280 e B4-500 335
9.3.3.4 Comparao da resistncia dos geotxteis s diversas temperaturas de exposio UV
000 338
9.3.4 Efeito da irradincia durante o passo de exposio UV na resistncia dos geotxteis 339
9.3.4.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 339
9.3.4.2 Geotxteis estabilizados com 0,2% de Chimassorb 944: B2-280 e B2-500 339
9.3.4.3 Geotxteis estabilizados com 0,4% de Chimassorb 944: B4-280 e B4-500 341
9.3.4.4 Comparao da resistncia dos geotxteis s diversas irradincias de exposio UV
000 344
9.3.5 - Ensaios climatricos segundo a norma NP EN 12224 344
9.3.5.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 344
9.3.5.2 - Principais resultados obtidos 345
9.3.6 Efeito da imerso em lquidos na resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos 346
9.3.6.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 346
9.3.6.2 Resistncia do geotxtil B2-500 imerso em vrias solues qumicas 348
9.3.6.3 Efeito dos ensaios de imerso temperatura ambiente na resistncia do geotxtil B2-500 aos agentes climatricos
000 350
9.3.6.4 Efeito dos ensaios de imerso a 90C na resistncia do geotxtil B2-500 aos agentes climatricos
000 352
9.3.7 - Efeito dos caties metlicos na resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos 355
9.3.7.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 355
9.3.7.2 Resistncia do geotxtil B2-500 imerso em solues de caties metlicos 356
9.3.7.3 Efeito dos ensaios de imerso nas solues dos caties metlicos na resistncia do geotxtil B2-500 aos agentes climatricos
000 358
9.3.8 - Avaliao da foto-degradao dos geotxteis por FTIR 360
9.3.8.1 - Caractersticas particulares dos ensaios 360
9.3.8.2 - Principais resultados obtidos 360
9.3.9 - Determinao do teor de C944 nos geotxteis expostos aos agentes climatricos 362
9.4 - Consideraes finais 363
10 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos reais
10.1 - Introduo 365
ndice de texto
Pgina XXIV
10.2 - Descrio do ensaio de exposio aos agentes climatricos reais 366
10.3 - Caracterizao meteorolgica do local de exposio aos agentes climatricos 370
10.4 - Resultados experimentais 373
10.4.1 - Inspeco visual 373
10.4.2 - Determinao da massa por unidade de rea 378
10.4.2.1 - Geotxteis brancos com 280 g.m-2: B0-280, B2-280 e B4-280 378
10.4.2.2 - Geotxteis brancos com 500 g.m-2: B0-500, B2-500 e B4-500 380
10.4.2.3 - Geotxteis pretos: P2-280 e P2-500 382
10.4.3 - Determinao da espessura 383
10.4.3.1 - Geotxteis brancos com 280 g.m-2: B0-280, B2-280 e B4-280 383
10.4.3.2 - Geotxteis brancos com 500 g.m-2: B0-500, B2-500 e B4-500 386
10.4.3.3 - Geotxteis pretos: P2-280 e P2-500 388
10.4.4 - Ensaios de traco-extenso 389
10.4.4.1 - Geotxtil B0-280 389
10.4.4.2 - Geotxtil B2-280 391
10.4.4.3 - Geotxtil B4-280 392
10.4.4.4 - Geotxtil P2-280 394
10.4.4.5 - Geotxtil B0-500 396
10.4.4.6 - Geotxtil B2-500 398
10.4.4.7 - Geotxtil B4-500 400
10.4.4.8 - Geotxtil P2-500 402
10.4.4.9 Comparao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos reais 403
10.4.5 - Ensaios de rasgamento 405
10.4.6 - Ensaios de punoamento esttico 407
10.4.7 - Determinao da permeabilidade gua normal ao plano 410
10.4.7.1 - Geotxtil B0-500 410
10.4.7.2 - Geotxtil B2-500 411
10.4.7.3 - Geotxtil B4-500 413
10.4.7.4 - Geotxtil P2-500 414
10.4.7.5 Comparao das v20 H50 dos geotxteis aps a exposio aos agentes climatricos
000 415
10.4.8 - Microscopia electrnica de varrimento e microanlise por raio X 417
10.4.8.1 - Geotxtil B0-500 417
10.4.8.2 - Geotxtil B2-500 422
10.4.8.3 - Geotxtil B4-500 424
10.4.8.4 - Geotxtil P2-500 428
10.4.9 Determinao do teor de C944 nos geotxteis expostos aos agentes climatricos reais
000 431
10.5 - Resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos: exposio real vs simulao laboratorial 433
10.6 - Consideraes finais 436
ndice de texto
Pgina XXV
11 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes do solo
11.1 - Introduo 437
11.2 - Descrio experimental 437
11.3 - Resultados experimentais 440
11.3.1 - Avaliao visual 440
11.3.2 - Ensaios de traco-extenso 444
11.3.2.1 - Geotxtil B0-280 444
11.3.2.2 - Geotxtil B0-500 447
11.3.3 - Ensaios de rasgamento 450
11.3.3.1 - Geotxtil B0-280 450
11.3.3.2 - Geotxtil B0-500 450
11.4 - Consideraes finais 451
PARTE III
12 Resistncia de georredes de polietileno de alta densidade a agentes de degradao qumicos
12.1 - Introduo 455
12.2 - Georredes 455
12.3 - Avaliao da danificao sofrida pelas georredes 457
12.4 - Caracterizao mecnica das amostras de referncia das georredes 458
12.5 - Determinao da resistncia das georredes a solues cidas e alcalinas 459
12.5.1 - Descrio experimental 459
12.5.2 - Georrede B0 460
12.5.3 - Georrede B2 461
12.6 - Determinao da resistncia das georredes termo-oxidao: mtodo do forno 462
12.6.1 - Descrio experimental 462
12.6.2 - Georrede B0 463
12.6.3 - Georrede B2 464
12.6.4 - Georrede P0 466
12.6.5 - Georrede P2 467
12.6.6 - Georrede V0 468
12.7 - Determinao da resistncia das georredes termo-oxidao: novo mtodo 469
12.7.1 - Descrio experimental 469
12.7.2 - Principais resultados obtidos 470
12.8 - Determinao da resistncia das georredes aos agentes climatricos artificiais 472
12.8.1 - Descrio experimental 472
12.8.2 - Georrede B0 473
12.8.3 - Georrede B2 475
12.8.4 - Georrede P0 477
12.8.5 - Georrede P2 479
12.8.6 - Georrede V0 480
ndice de texto
Pgina XXVI
12.9 - Determinao da resistncia das georredes aos agentes climatricos reais 482
12.9.1 - Descrio experimental 482
12.9.2 - Caracterizao meteorolgica do local de exposio aos agentes climatricos 483
12.9.3 - Georrede B0 485
12.9.4 - Georrede B2 487
12.9.5 - Georrede P0 489
12.9.6 - Georrede P2 490
12.9.7 - Georrede V0 492
12.10 - Consideraes finais 493
13 Resistncia de geomembranas de polietileno de alta densidade a agentes de degradao qumicos
13.1 - Introduo 495
13.2 - Geomembranas 495
13.3 - Avaliao da danificao sofrida pelas geomembranas 496
13.3.1 - Consideraes iniciais 496
13.3.2 - Ensaios de traco-deformao 497
13.3.3 - Ensaios de rasgamento 499
13.4 - Caracterizao mecnica das amostras de referncia das geomembranas 501
13.5 - Determinao da resistncia das geomembranas a solues cidas e alcalinas 501
13.5.1 - Descrio experimental 501
13.5.2 - Resultados obtidos 502
13.6 - Determinao da resistncia das geomembranas termo-oxidao 503
13.6.1 - Descrio experimental 503
13.6.2 - Resultados obtidos 503
13.7 - Determinao da resistncia das geomembranas aos agentes climatricos artificiais 504
13.7.1 - Descrio experimental 504
13.7.2 - Resultados obtidos 505
13.8 - Determinao da resistncia das geomembranas aos agentes climatricos reais 506
13.8.1 - Descrio experimental 506
13.8.2 - Caracterizao meteorolgica do local de exposio aos agentes climatricos 507
13.8.3 - Resultados obtidos 508
13.9 - Consideraes finais 509
Consideraes Finais 511
Bibliografia 517
Pgina XXVII
ndice de figuras
Pg.
PARTE I
Captulo 1 Geossintticos aspectos gerais
Figura 1.1 Classificao dos geossintticos. 7
Figura 1.2 Alguns exemplos de geossintticos: (a) geotxteis; (b) geogrelhas; (c) geomembranas; (d) geocompsito de drenagem; (e) geoclulas.
000000 7
Figura 1.3 Principais funes desempenhadas pelos geossintticos (EN ISO 10318:2005): (a) drenagem; (b) filtragem; (c) proteco; (d) reforo; (e) separao; (f) controlo de eroso superficial; (g) barreira de fluidos.
00000 000
9
Figura 1.4 Reaco de polimerizao do etileno. 12
Figura 1.5 Reaco de polimerizao do propileno. 12
Figura 1.6 Reaco de formao do nylon 66 (poliamida). 13
Figura 1.7 Reaco de formao do polietileno tereftalato (polister). 13
Figura 1.8 Processo industrial de fabrico de monofilamentos de PP: (a) vista geral; (b) pormenor do molde de extruso.
00000 18
Figura 1.9 Processo de estiramento de monofilamentos de PP: (a) passagem por um tanque de gua quente; (b) passagem por cilindros rotativos.
00000 18
Figura 1.10 Processo de corte dos monofilamentos de PP: (a) vista geral do processo; (b) pormenor do sistema de corte e de recolha das fibras (por aspirao).
00000 19
Figura 1.11 Geotxteis tecidos e no-tecidos: (a) tecido com monofilamento e multifilamento; (b) tecido com monofilamento e tira; (c) tecido com tiras; (d) no-tecido com ligao mecnica; (e) no-tecido com ligao trmica.
00000 000 19
Figura 1.12 Estrutura tpica dos geotxteis tecidos. 20
Figura 1.13 Processo de fabrico de geotxteis no-tecidos ligao mecnica por agulhagem: (a) esquema geral; (b) exemplos de agulhas; (c) processo de agulhagem; (d) pormenor da placa com agulhas; (e) enrolamento do geotxtil aps o processo de agulhagem.
00000 000 000 21
Figura 1.14 Estruturas tpicas de txteis tricotados. 21
Figura 1.15 Processo de fabrico de geomembranas por calandragem: (a) esquema geral; (b) efeitos da calandragem.
000o00 22
Figura 1.16 Principais aplicaes dos geossintticos (EN ISO 10318:2005): (a) reservatrios e barragens; (b) depsitos de resduos lquidos; (c) depsitos de resduos slidos; (d) canais; (e) obras rodovirias; (f) obras ferrovirias; (g) fundaes e estruturas de suporte; (h) sistemas de controlo da eroso; (i) tneis e estruturas subterrneas; (j) sistemas de drenagem.
00000 000 000 000 23
Captulo 2 Normas e ensaios em geossintticos. Propriedades dos geossintticos
Figura 2.1 Curvas tenso-deformao de algumas geomembranas. 42
Figura 2.2 Geotxteis: variao da resistncia traco com a massa por unidade de rea: (a) geotxteis com vrias estruturas; (b) geotxteis de PP.
000000 43
Figura 2.3 Aspecto geral das curvas fora-extenso de alguns geotxteis. 43
ndice de figuras
Pgina XXVIII
Figura 2.4 Equipamento do LGS para a realizao de ensaios de fluncia e de rotura em fluncia: (a) vista geral de um prtico; (b) geotxteis no incio ( direita) e durante ( esquerda) um ensaio.
00000 000 44
Figura 2.5 Equipamento do LGS para a realizao de ensaios de punoamento dinmico: (a) vista geral; (b) cone metlico (antes da queda); (c) cone metlico (aps a queda); (d) medio da penetrao do cone metlico no geossinttico.
00000 000 45
Figura 2.6 Equipamentos do LGS para a realizao dos ensaios de: (a) corte directo; (b) corte em plano inclinado; (c) arranque.
000000 46
Figura 2.7 Equipamento do LGS para a determinao da permeabilidade gua no plano: (a) vista geral; (b) pormenor do equipamento.
000000 47
Figura 2.8 Equipamento do LGS para a realizao de ensaios de danificao durante a instalao: (a) vista de frente; (b) vista lateral; (c) equipamento durante o ensaio de um geossinttico.
00000 000 49
Figura 2.9 Equipamento do LGS para simular os danos provocados pela abraso. 49
Captulo 3 Durabilidade dos geossintticos
Figura 3.1 Extraco dos aditivos por lixiviao e por volatilizao. 52
Figura 3.2 Reaco de despolimerizao do polietileno tereftalato por hidrlise. 54
Figura 3.3 Degradao dos polmeros por oxidao. 56
Figura 3.4 Estados de oxidao do PEAD estabilizado. 56
Figura 3.5 Mecanismo de oxidao do polipropileno. 58
Figura 3.6 Espectro da radiao solar que atinge a superfcie da Terra. 59
Figura 3.7 Espectros da radiao solar no Inverno e no Vero. 60
Figura 3.8 Modo de aco dos antioxidantes primrios. 66
Figura 3.9 Frmula de estrutura do BHT (2,6-di-t-butil-4-metilfenol). 66
Figura 3.10 Modo de aco dos antioxidantes secundrios. 67
Figura 3.11 Frmulas de estrutura de alguns antioxidantes secundrios: (a) Irgafos 38 (fosfito); (b) Irgafos 168 (fosfito); (c) Irganox PS 800 (tioster).
000000 67
Figura 3.12 Frmula de estrutura do Irganox MD-1024. 67
Figura 3.13 Modo de aco dos UV absorbers. 68
Figura 3.14 Frmulas de estrutura de alguns UV absorbers: (a) 2-hidroxi-4-metoxibenzofenona; (b) Chimassorb 81; (c) Tinuvin 326.
000000 69
Figura 3.15 Modo de aco dos quenchers. 69
Figura 3.16 Frmula de estrutura de um quencher. 69
Figura 3.17 Frmula de estrutura da 2,2,6,6-tetrametilpiperidina. 70
Figura 3.18 Frmulas de estrutura de algumas HALS: (a) Tinuvin 765; (b) Tinuvin 770; (c) Chimassorb 2020.
000000 70
Figura 3.19 Modo de aco das HALS ciclo de Denisov. 71
Figura 3.20 Frmula de estrutura do Chimassorb 944. 73
Figura 3.21 Frmula de estrutura do Tinuvin 622. 76
Figura 3.22 Partculas de negro de carbono. 77
Figura 3.23 Frmulas de estrutura das ftalocianinas de cobre: (a) ftalocianina de cobre azul; (b) ftalocianina de cobre verde.
000000 78
ndice de figuras
Pgina XXIX
Figura 3.24 Equipamento desenvolvido no Federal Institute for Materials Research and Testing para expor os geossintticos a presses elevadas de oxignio: (a) dois autoclaves; (b) esquema de um autoclave.
00000 000 82
Figura 3.25 Curva de DSC de um filme de PE (OIT 49,6 minutos). 83
Figura 3.26 Comparao do espectro das lmpadas de xnon (equipadas com filtros adequados) com o espectro da luz solar (pico de radiao solar em Miami Estados Unidos).
00000 000 87
Figura 3.27 Comparao do espectro das lmpadas fluorescentes UVA-340 e UVB FS-40 com o espectro da luz solar (pico de radiao solar em Miami Estados Unidos).
000000 88
Figura 3.28 Estao de exposio de Miami da ATLAS Material Testing Solutions. 91
Figura 3.29 Tipos de exposio aos agentes climatricos reais: (a) exposio directa; (b) exposio debaixo de vidro; (c) exposio em caixa negra; (d) exposio com sun-tracking.
00000 000 93
Figura 3.30 Estrutura e modo de funcionamento de um microscpio electrnico de varrimento.
000000 98
Figura 3.31 Resultados da interaco do feixe electrnico com a amostra. 99
Figura 3.32 Processo de emisso de raios X e de electres Auger. 100
Figura 3.33 Tipos de vibraes moleculares. 103
Figura 3.34 Representao esquemtica dos componentes de um sistema de cromatografia lquida de alta eficincia.
00000 105
Figura 3.35 Cromatograma ilustrativo da separao de uma mistura de dois componentes, A e B, com diferentes interaces com a fase estacionria da coluna cromatogrfica.
000 000 107
PARTE II
Captulo 4 Avaliao da degradao sofrida pelos geotxteis nos diversos ensaios de durabilidade
Figura 4.1 Determinao da massa por unidade de rea de um geotxtil: (a) medio de um provete; (b) pesagem de um provete.
00000 113
Figura 4.2 Equipamento utilizado para a determinao da espessura dos geossintticos: (a) equipamento fechado; (b) equipamento aberto (sem nenhum peso); (c) equipamento durante a determinao da espessura de um geotxtil.
00000 000 115
Figura 4.3 Peso de 2 kPa usado para a determinao da espessura nominal dos geotxteis: (a) aspecto geral do peso; (b) peso instalado no medidor de espessura.
00000 115
Figura 4.4 Equipamento usado nos ensaios de traco-extenso. 117
Figura 4.5 Garras disponveis no Laboratrio de Geossintticos da FEUP (prottipos): (a) garras de compresso hidrulica; (b) garras de compresso pneumtica; (c) garras cilndricas; (d) garras em cunha metlica; (e) garras em cunha metlica com face de borracha.
00000 000 000 119
Figura 4.6 Clulas de carga: (a) clulas de 5 kN e 10 kN; (b) clula instalada no equipamento.
00000 119
Figura 4.7 Aspecto de um provete para o ensaio de traco-extenso de acordo com a norma NP EN ISO 10319: (a) esquema do provete; (b) provete de um geotxtil (com identificao do material e indicao da direco de fabrico).
00000 000 120
Figura 4.8 Sistema de medio da extenso por via ptica: (a) provete com os pontos de referncia; (b) rgua de calibrao; (c) aplicao de controlo do vdeo-extensmetro.
00000 000 121
ndice de figuras
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Figura 4.9 Ensaio de traco-extenso de um geotxtil segundo a norma NP EN ISO 10319: (a) incio do ensaio; (b), (c) e (d) durante o ensaio; (e) final do ensaio; (f) aspecto do provete aps o ensaio.
00000 000 122
Figura 4.10 Curva tpica fora-extenso com indicao da rigidez secante. 124
Figura 4.11 Curvas tpicas fora-extenso com indicao da robustez. 125
Figura 4.12 Curvas fora-extenso individuais e curva fora-extenso mdia dos 5 provetes ensaiados do geotxtil B0-280.
00000 126
Figura 4.13 Aspecto de um provete para o ensaio de traco-extenso de acordo com a norma NP EN 29073-3: (a) esquema do provete; (b) provetes de um geotxtil.
00000 129
Figura 4.14 Ensaio de traco-extenso de um geotxtil segundo a norma NP EN 29073-3: (a) incio do ensaio; (b) durante o ensaio; (c) final do ensaio.
00000 129
Figura 4.15 Aspecto de um provete para o ensaio de rasgamento de acordo com a norma ASTM D4533: (a) esquema do provete; (b) provete de um geotxtil (com identificao do material e indicao da direco de fabrico).
00000 000 130
Figura 4.16 Ensaio de rasgamento de um geotxtil segundo a norma ASTM D4533: (a) incio do ensaio; (b) e (c) durante o ensaio; (d) final do ensaio.
00000 131
Figura 4.17 Curvas de rasgamento individuais e curva de rasgamento mdia dos 10 provetes ensaiados do geotxtil B0-280.
00000 133
Figura 4.18 Argolas usadas para a fixao dos provetes no ensaio de punoamento esttico: (a) argola inferior e argola superior; (b) argolas sobrepostas.
00000 134
Figura 4.19 Pilo usado no ensaio de punoamento esttico: (a) vista geral do pilo; (b) pormenor da base do pilo (bordas arredondadas).
00000 135
Figura 4.20 Aspecto dos provetes usados no ensaio de punoamento esttico segundo a norma NP EN ISO 12236: (a) aspecto de um provete; (b) provete fixado entre as argolas.
00000 000 135
Figura 4.21 Ensaio de punoamento esttico de um geotxtil segundo a norma NP EN ISO 12236: (a) antes do ensaio; (b) incio do ensaio; (c) durante o ensaio; (d) final do ensaio; (e) aspecto do provete aps o ensaio.
00000 000 136
Figura 4.22 Curvas fora-deslocamento individuais e curva fora-deslocamento mdia dos 5 provetes ensaiados do geotxtil B0-280.
00000 137
Figura 4.23 Equipamento prottipo usado para a determinao da permeabilidade gua (normal ao plano): (a) vista geral do equipamento; (b) pormenor de uma parte do equipamento.
00000 000 139
Figura 4.24 Equipamento prottipo usado para a determinao da permeabilidade gua (normal ao plano): (a), (b) e (c) sistema de medio e controlo da perda de carga hidrulica; (d) local de colocao dos provetes; (e) suporte em arame e um provete; (f) provete colocado no equipamento.
00000 000 000 139
Figura 4.25 Curvas de regresso quadrtica H = f (v20) obtidas para cada um dos provetes intactos do geotxtil B0-280.
00000 142
Figura 4.26 Microscpio electrnico de varrimento usado neste trabalho: (a) vista geral do microscpio; (b) pormenor da parte principal do microscpio.
00000 143
Figura 4.27 Equipamento usado para o revestimento das amostras com ouro: (a) vista geral do equipamento; (b) pormenor da cpsula de revestimento.
00000 144
Figura 4.28 Amostras dos geotxteis para MEV e para microanlise por raio X: (a) vrios amostradores; (b) amostrador com um geotxtil; (c) amostrador com p e fibras libertadas por um geotxtil degradado; amostrador antes (d) e aps (e) o revestimento.
00000 000 000 144
Figura 4.29 Imagem obtida por MEV de uma fibra de PP: (1) barra de escala; (2) tipo de imagem (SE electres secundrios, BE electres rectrodifundidos); (3) ampliao; (4) energia do feixe de electres (E0); (5) distncia de trabalho da lente amostra (WD).
00000 000 000 144
ndice de figuras
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Figura 4.30 Espectrmetro de infravermelho: (a) vista geral; (b) suporte para as pastilhas. 145
Figura 4.31 Espectro de FTIR obtido para as fibras do geotxtil B2-500 (fibras intactas). 146
Figura 4.32 Mtodo desenvolvido para a determinao do aditivo C944 nos geotxteis: (a) corte das amostras dos geotxteis; (b) adio de clorofrmio; (c) ampolas antes da extraco por ultra-sons; (d) banho de ultra-sons; (e) filtrao dos extractos de clorofrmio; (f) sistema cromatogrfico.
00000 000 000 147
Figura 4.33 Cromatogramas obtidos para os geotxteis B0-500, B2-500 e B4-500. 148
Figura 4.34 Curva de calibrao do C944 em clorofrmio (mtodo A). 149
Figura 4.35 Cromatogramas obtidos para as amostras do geotxtil B4-500 com diferentes massas.
00000 150
Figura 4.36 Curva de calibrao usando diferentes massas de geotxtil B4-500 (mtodo B). 151
Captulo 5 Principais caractersticas dos geotxteis estudados. Amostragem e preparao de provetes
Figura 5.1 Curvas mdias fora-extenso obtidas para os geotxteis com 280 g.m-2 (provetes ensaiados na direco de fabrico) (NP EN ISO 10319).
00000 159
Figura 5.2 Curvas mdias fora-extenso obtidas para os geotxteis com 500 g.m-2 (provetes ensaiados na direco de fabrico) (NP EN ISO 10319).
00000 159
Figura 5.3 Curvas mdias fora-extenso obtidas para os geotxteis B0-280 e B0-500 na direco de fabrico e na direco perpendicular de fabrico (NP EN ISO 10319).
00000 161
Figura 5.4 Curvas mdias fora-extenso obtidas para os geotxteis com 280 g.m-2 (provetes ensaiados na direco de fabrico) (NP EN 29073-3).
00000 163
Figura 5.5 Curvas mdias fora-extenso obtidas para os geotxteis com 500 g.m-2 (provetes ensaiados na direco de fabrico) (NP EN 29073-3).
00000 164
Figura 5.6 Curvas mdias fora-deslocamento obtidas para os geotxteis com 280 g.m-2. 167
Figura 5.7 Curvas mdias fora-deslocamento obtidas para os geotxteis com 500 g.m-2. 168
Figura 5.8 Curvas mdias de regresso quadrtica H = f (v20) obtidas para os vrios geotxteis.
00000 169
Figura 5.9 Imagens obtidas por MEV de uma amostra intacta do geotxtil B2-500: (a) x10; (b) x20; (c) x50; (d) x100; (e) x200; (f) x200; (g) x500; (h) x500; (i) x1000; (j) x1000; (k) x2000; (l) x2000.
00000 000 170
Figura 5.10 Espectro de raio X de uma fibra intacta do geotxtil B2-500 (zona delimitada a vermelho na Figura 5.9j).
00000 171
Figura 5.11 Esquema do corte e da identificao dos provetes. 172
Captulo 6 Determinao da resistncia dos geotxteis a lquidos
Figura 6.1 Banho termostatizado: (a) vista exterior; (b) vista interior: resistncia de aquecimento.
00000 176
Figura 6.2 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os ensaios de imerso segundo as normas EN 14030 e EN 12447.
00000 180
Figura 6.3 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios de imerso segundo as normas EN 14030 e EN 12447.
00000 182
Figura 6.4 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os ensaios de imerso segundo as normas EN 14030 e EN 12447.
00000 183
Figura 6.5 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-500, antes e aps os ensaios de imerso segundo as normas EN 14030 e EN 12447.
00000 184
ndice de figuras
Pgina XXXII
Figura 6.6 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso em meio cido, a 90 C.
00000 188
Figura 6.7 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso em meio cido, a 90 C.
00000 189
Figura 6.8 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso em meio alcalino, a 90 C.
00000 191
Figura 6.9 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B0-500 aps a imerso no meio alcalino V: (a) x1000; (b) x1000; (c) x5000.
00000 192
Figura 6.10 Espectros de raio X do geotxtil B0-500 aps a imerso no meio alcalino V: (a) zona A (a verde) da Figura 6.9c; (b) zona B (a vermelho) da Figura 6.9c.
00000 192
Figura 6.11 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso em meio alcalino, a 90 C.
00000 193
Figura 6.12 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso temperatura ambiente.
00000 195
Figura 6.13 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso temperatura ambiente.
00000 197
Captulo 7 Determinao da resistncia dos geotxteis termo-oxidao mtodo do forno
Figura 7.1 Equipamento utilizado para expor os geotxteis ao ensaio de termo-oxidao: (a) vista exterior: forno fechado; (b) vista interior: geotxteis no interior do forno.
00000 000 200
Figura 7.2 Aspecto dos geotxteis sem C944 aps 11 dias de termo-oxidao a 110 C: (a) comparao com provete de controlo; (b) pequenos pedaos; (c) materiais transformados em p.
00000 000 202
Figura 7.3 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 204
Figura 7.4 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 205
Figura 7.5 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B0-500 aps 14 dias de termo-oxidao a 110 C: (a) x50; (b) x100; (c) x200; (d) x1000; (e) x1000; (f) x2000.
00000 206
Figura 7.6 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 208
Figura 7.7 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 209
Figura 7.8 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 211
Figura 7.9 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 212
Figura 7.10 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 215
Figura 7.11 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 110 C.
00000 216
Figura 7.12 Evoluo da resistncia residual dos geotxteis B0-280, B2-280, B4-280 e P2-280 ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 217
Figura 7.13 Evoluo da resistncia residual dos geotxteis B0-500, B2-500, B4-500 e P2-500 ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 217
Figura 7.14 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e durante os 304 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 220
ndice de figuras
Pgina XXXIII
Figura 7.15 Evoluo da resistncia residual e da robustez residual do geotxtil B2-280 durante os 304 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 221
Figura 7.16 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 100 C.
00000 223
Figura 7.17 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 90 C.
00000 224
Figura 7.18 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os ensaios de termo-oxidao a 80 C.
00000 226
Figura 7.19 Evoluo da resistncia residual do geotxtil B0-280 durante os ensaios de termo-oxidao a diferentes temperaturas.
00000 227
Figura 7.20 Representao de Arrhenius usada para estimar o t50% RR do geotxtil B0-280 a baixas temperaturas.
00000 229
Figura 7.21 Representao de Arrhenius usada para estimar o t0% RR do geotxtil B0-280 a baixas temperaturas.
00000 230
Figura 7.22 Comparao do t50% RR e do t0% RR estimados para o geotxtil B0-280 a baixas temperaturas.
00000 231
Figura 7.23 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os vrios ensaios de imerso.
00000 234
Figura 7.24 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em gua e de termo-oxidao a 110 C.
00000 235
Figura 7.25 Exposio sucessiva do geotxtil B2-280 a cido sulfrico e termo-oxidao: (a) forno aps 1 dia de exposio a 110 C; (b) geotxtil B2-280 aps 1 dia de exposio a 110 C; (c) geotxtil B2-280 aps imerso em cido sulfrico ( esquerda) e aps 56 dias a 110 C ( direita).
00000 000 000 236
Figura 7.26 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em cido sulfrico e de termo-oxidao a 110 C.
00000 237
Figura 7.27 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em cido ntrico e de termo-oxidao a 110 C.
00000 239
Figura 7.28 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em hidrxido de sdio e de termo-oxidao a 110 C.
00000 240
Figura 7.29 Evoluo da resistncia residual dos provetes no imersos e dos provetes imersos do geotxtil B2-280 ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 241
Figura 7.30 Evoluo da robustez residual dos provetes no imersos e dos provetes imersos do geotxtil B2-280 ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 241
Figura 7.31 Aspecto do geotxtil B2-280 antes ( esquerda) e aps a imerso em nitrato de ferro ( direita).
00000 243
Figura 7.32 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os vrios ensaios de imerso nas solues dos caties metlicos.
00000 244
Figura 7.33 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em nitrato de cdmio e de termo-oxidao a 110 C.
00000 246
Figura 7.34 Aspecto dos provetes do geotxtil B2-280 imersos em nitrato de cobre aps 14 dias de termo-oxidao a 110 C: (a) vista global do forno; (b) degradao sofrida por alguns provetes.
00000 000 247
Figura 7.35 Aspecto de alguns provetes do geotxtil B2-280 imersos em nitrato de cobre aps 14 dias de termo-oxidao a 110 C: (a) provete degradado e lquido amarelo; (b) lquido amarelo.
00000 000 247
Figura 7.36 Resduo solidificado aps a diminuio da temperatura do forno: (a) aspecto geral do resduo slido; (b) fibras aprisionadas no resduo slido.
00000 248
ndice de figuras
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Figura 7.37 Imagens obtidas por MEV do resduo slido formado nos ensaios de termo-oxidao dos provetes do geotxtil B2-280 imersos em nitrato de cobre: (a) x20; (b) x50; (c) x100; (d) x200; (e) x500; (f) x500.
00000 000 248
Figura 7.38 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em nitrato de ferro e de termo-oxidao a 110 C.
00000 250
Figura 7.39 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em nitrato de zinco e de termo-oxidao a 110 C.
00000 252
Figura 7.40 Evoluo da resistncia residual do geotxtil B2-280 (provetes no imersos e provetes imersos em solues de caties metlicos) ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 000 253
Figura 7.41 Evoluo da robustez residual do geotxtil B2-280 (provetes no imersos e provetes imersos em solues de caties metlicos) ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 000 253
Figura 7.42 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em nitrato de ferro 10 g.L-1 e de termo-oxidao a 110 C.
00000 255
Figura 7.43 Evoluo da resistncia residual do geotxtil B2-280 (provetes no imersos e provetes imersos em nitrato de ferro 5 g.L-1 e 10 g.L-1) ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 000 256
Figura 7.44 Evoluo da robustez residual do geotxtil B2-280 (provetes no imersos e provetes imersos em nitrato de ferro 5 g.L-1 e 10 g.L-1) ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 000 257
Figura 7.45 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso em nitrato de ferro e de termo-oxidao a 110 C.
00000 258
Figura 7.46 Evoluo da resistncia residual dos geotxteis B2-280 e B4-280 (provetes imersos em nitrato de ferro) ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 259
Figura 7.47 Evoluo da robustez residual dos geotxteis B2-280 e B4-280 (provetes imersos em nitrato de ferro) ao longo dos 56 dias de termo-oxidao a 110 C.
00000 259
Captulo 8 Desenvolvimento de um novo equipamento e mtodo para testar a resistncia dos geossintticos termo-oxidao
Figura 8.1 Equipamento prottipo desenvolvido para a realizao de ensaios de termo-oxidao: (a) vista de frente; (b) vista de cima (autoclave fechado); (c) vista de cima (autoclave aberto).
00000 000 262
Figura 8.2 Suportes usados para a colocao dos geossintticos no interior do autoclave: (a) vista geral dos suportes; (b) suportes com provetes de um geotxtil.
00000 263
Figura 8.3 Esquema do equipamento desenvolvido (vista de frente). 264
Figura 8.4 Esquema do equipamento desenvolvido (vista de trs). 264
Figura 8.5 Esquema do equipamento desenvolvido (vista de cima, autoclave fechado). 265
Figura 8.6 Esquema do equipamento desenvolvido (vista de cima, autoclave aberto). 265
Figura 8.7 Componentes instalados na parede superior do autoclave: (a) manmetro; (b) transdutor de presso; (c) vlvula de segurana.
00000 266
Figura 8.8 Componentes instalados na parede traseira do autoclave: vlvula de polegadas.
00000 267
Figura 8.9 Componentes instalados no interior do autoclave: (a) resistncia elctrica de aquecimento e sonda de temperatura PT100; (b) pormenor da sonda de temperatura PT100.
00000 000 267
Figura 8.10 Componentes instalados na unidade de controlo: (a) indicador de presso ( esquerda) e controlador de temperatura ( direita); (b) boto de alimentao geral (boto verde) e boto de alimentao da resistncia elctrica (boto vermelho).
00000 000 000 268
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Figura 8.11 Sistema de fecho e estanquicidade da parede superior do autoclave: (a) autoclave sem o vedante; (b) pormenor da ranhura onde o vedante colocado; (c) autoclave com o vedante; (d) cordo de viton usado como vedante.
00000 000 270
Figura 8.12 Danos sofridos pelo vedante ao longo do tempo: (a) vedante instalado no autoclave; (b) pormenor de um vedante danificado.
00000 270
Figura 8.13 Evoluo da temperatura no autoclave durante os ensaios de termo-oxidao. 274
Figura 8.14 Evoluo da presso no autoclave durante os ensaios de termo-oxidao. 275
Figura 8.15 Aspecto do geotxtil B0-500 aps 7 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) aspecto geral da soluo de imerso; (b) fibras degradadas no interior do autoclave; (c) aspecto geral dos provetes; (d) pormenor dos danos sofridos pelos provetes.
00000 000 000 276
Figura 8.16 Aspecto do geotxtil B0-500 aps 14 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) provetes no interior do autoclave; (b) aspecto geral dos provetes; (c) pormenor dos danos sofridos por um provete.
00000 000 277
Figura 8.17 Aspecto do geotxtil B0-500 aps 28 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) aspecto geral da soluo de imerso; (b) provetes no interior do autoclave; (c) aspecto geral dos provetes; (d) provetes transformados em pequenos pedaos.
00000 000 278
Figura 8.18 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao no autoclave.
00000 279
Figura 8.19 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B0-500 aps 7 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) x1000; (b) x1000; (c) x2000.
00000 280
Figura 8.20 Imagens obtidas por MEV das fibras do geotxtil B0-500 aps 14 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) x50; (b) x500; (c) x500; (d) x1000; (e) x1000; (f) x4000.
00000 000 280
Figura 8.21 Aspecto do geotxtil B2-500 aps 28 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) aspecto geral da soluo de imerso; (b) aspecto geral dos provetes.
00000 281
Figura 8.22 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao no autoclave.
00000 282
Figura 8.23 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B2-500 aps 14 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) x500; (b) x1000; (c) x2000.
00000 283
Figura 8.24 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B2-500 aps 28 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) x500; (b) x1000; (c) x2000.
00000 283
Figura 8.25 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os ensaios de termo-oxidao no autoclave.
00000 285
Figura 8.26 Imagens obtidas por MEV das fibras do geotxtil B4-500 aps 28 dias de termo-oxidao no autoclave: (a) x1000; (b) x1000; (c) x2000; (d) x2000; (e) x4000; (f) x7000.
00000 000 285
Figura 8.27 Evoluo da resistncia residual dos geotxteis B0-500, B2-500 e B4-500 durante os ensaios de termo-oxidao no autoclave.
00000 286
Figura 8.28 Evoluo da robustez residual dos geotxteis B0-500, B2-500 e B4-500 durante os ensaios de termo-oxidao no autoclave.
00000 287
Figura 8.29 Evoluo da resistncia residual do geotxtil B4-500 durante os ensaios de termo-oxidao a 80 C: novo mtodo vs mtodo do forno.
00000 288
Captulo 9 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos simulados artificialmente
Figura 9.1 Simulador climatrico QUV: (a) Aspecto exterior do QUV; (b) QUV antes da colocao dos suportes com os geotxteis (lmpadas UV); (c) QUV aps a colocao dos suportes com os geotxteis; (d) suportes usados para a colocao dos geotxteis.
00000 000 000 292
ndice de figuras
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Figura 9.2 Distribuio espectral (na regio UV) da luz solar, das lmpadas UVA-340 e das lmpadas UVB-313 (lmpadas em condies normais de operao).
00000 293
Figura 9.3 Sistema de controlo das lmpadas do QUV (sistema Solar Eye): (a) sensores de monitorizao das lmpadas UV; (b) painel de informao do sistema.
00000 294
Figura 9.4 Sistema de projeco de gua existente no QUV: (a) esquema do sistema em operao; (b) aspersores localizados entre as lmpadas UV.
00000 294
Figura 9.5 Esquema do sistema de condensao existente no QUV. 295
Figura 9.6 Variao da temperatura durante o ensaio climatrico E44. 297
Figura 9.7 Aspecto do geotxtil B0-280 aps os ensaios climatricos no QUV: (a) Ensaio E08; (b) Ensaio E26; (c) Ensaio E44; (d) Ensaio E44 (pormenor de um provete).
00000 298
Figura 9.8 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os ensaios climatricos E08 e E26.
00000 299
Figura 9.9 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os ensaios climatricos E08 e E26.
00000 300
Figura 9.10 Imagens obtidas por MEV das fibras do geotxtil B0-280 aps o ensaio climatrico E44: (a) x500; (b) x500; (c) x500; (d) x1000; (e) x1000; (f) x2000.
00000 301
Figura 9.11 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 303
Figura 9.12 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 304
Figura 9.13 Comparao da resistncia residual dos geotxteis B2-280 e B2-500 aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 306
Figura 9.14 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B2-280 aps o ensaio climatrico E44: (a) x50; (b) x500; (c) x500; (d) x1000; (e) x2000; (f) x5000.
00000 306
Figura 9.15 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B2-280 aps o ensaio climatrico E62: (a) x50; (b) x200; (c) x500; (d) x1000; (e) x1000; (f) x2000.
00000 307
Figura 9.16 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B2-280 aps o ensaio climatrico E80: (a) x200; (b) x500; (c) x1000; (d) x1000; (e) x1000; (f) x2000.
00000 307
Figura 9.17 Imagens obtidas por MEV dos resduos libertados (fibras degradadas) pelo geotxtil B2-280 aps o ensaio climatrico E80: (a) x500; (b) x1000; (c) x2000.
00000 308
Figura 9.18 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 309
Figura 9.19 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 310
Figura 9.20 Comparao da resistncia residual dos geotxteis B4-280 e B4-500 aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 311
Figura 9.21 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B4-280 aps o ensaio climatrico E44: (a) x500; (b) x1000; (c) x1000.
00000 312
Figura 9.22 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B4-280 aps o ensaio climatrico E62: (a) x50; (b) x200; (c) x500; (d) x1000; (e) x1000; (f) x2000.
00000 313
Figura 9.23 Imagens obtidas por MEV do geotxtil B4-280 aps o ensaio climatrico E80: (a) x200; (b) x500; (c) x500; (d) x1000; (e) x1000; (f) x2000.
00000 313
Figura 9.24 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-280, antes e aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 315
Figura 9.25 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-500, antes e aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 316
Figura 9.26 Imagens obtidas por MEV do geotxtil P2-280 aps o ensaio climatrico E80: (a) x2000; (b) x2000; (c) x5000.
00000 317
ndice de figuras
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Figura 9.27 Comparao das resistncias residuais dos geotxteis B0-280, B2-280, B4-280 e P2-280 aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 318
Figura 9.28 Comparao das resistncias residuais dos geotxteis B0-500, B2-500, B4-500 e P2-500 aps os ensaios climatricos E08, E26, E44, E62 e E80.
00000 318
Figura 9.29 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 320
Figura 9.30 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-500, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 321
Figura 9.31 Aspecto do geotxtil B2-500 aps 2000 horas de exposio ao ciclo C44: (a) aspecto geral dos provetes; (b) provete manualmente destrudo.
00000 322
Figura 9.32 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 323
Figura 9.33 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 324
Figura 9.34 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 327
Figura 9.35 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 328
Figura 9.36 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-280, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 330
Figura 9.37 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil P2-500, antes e aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 331
Figura 9.38 Comparao das resistncias residuais dos geotxteis B0-280, B2-280, B4-280 e P2-280 aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 332
Figura 9.39 Comparao das resistncias residuais dos geotxteis B0-500, B2-500, B4-500 e P2-500 aps os diferentes tempos de exposio aos agentes climatricos.
00000 332
Figura 9.40 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios climatricos UV50, UV60 e UV70.
00000 334
Figura 9.41 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios climatricos UV50, UV60 e UV70.
00000 335
Figura 9.42 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os ensaios climatricos UV50, UV60 e UV70.
00000 336
Figura 9.43 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os ensaios climatricos UV50, UV60 e UV70.
00000 337
Figura 9.44 Comparao das resistncias residuais dos geotxteis B2-280, B2-500, B4-280 e B4-500 aps os ensaios climatricos UV50, UV60 e UV70.
00000 338
Figura 9.45 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os ensaios climatricos R68, R87 e R103.
00000 340
Figura 9.46 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios climatricos R68, R87 e R103.
00000 341
Figura 9.47 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os ensaios climatricos R68, R87 e R103.
00000 342
Figura 9.48 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-500, antes e aps os ensaios climatricos R68, R87 e R103.
00000 343
Figura 9.49 Comparao das resistncias residuais dos geotxteis B2-280, B2-500, B4-280 e B4-500 aps os ensaios climatricos R68, R87 e R103.
00000 344
Figura 9.50 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso temperatura ambiente.
00000 349
ndice de figuras
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Figura 9.51 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os vrios ensaios de imerso a 90C.
00000 350
Figura 9.52 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso temperatura ambiente e de exposio aos agentes climatricos no QUV.
00000 000 352
Figura 9.53 Aspecto dos provetes do geotxtil B2-500 imersos em cido sulfrico, a 90 C, aps a exposio aos agentes climatricos no QUV.
00000 353
Figura 9.54 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso a 90 C e de exposio aos agentes climatricos no QUV.
00000 354
Figura 9.55 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios de imerso nas solues de caties metlicos.
00000 357
Figura 9.56 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-500, antes e aps os ensaios sucessivos de imerso nas solues dos caties metlicos e de exposio aos agentes climatricos no QUV.
00000 000 359
Figura 9.57 Espectros de FTIR obtidos para as fibras do geotxtil B2-500, antes e aps os vrios tempos de exposio aos agentes climatricos simulados no QUV.
00000 361
Figura 9.58 Absorvncia a 1720 cm-1 das fibras dos geotxteis B2-500 e B4-500, antes e aps os vrios tempos de exposio aos agentes climatricos simulados no QUV.
00000 361
Figura 9.59 Relao existente entre a absorvncia a 1720 cm-1 e a resistncia residual ou robustez residual dos geotxteis de PP.
00000 362
Figura 9.60 Evoluo do teor de C944 versus evoluo da absorvncia a 1720 cm-1 durante a exposio do geotxtil B4-500 aos agentes climatricos no QUV.
00000 363
Captulo 10 Determinao da resistncia dos geotxteis aos agentes climatricos reais
Figura 10.1 Local de exposio dos geotxteis aos agentes climatricos reais: (a) mapa com indicao da localizao geogrfica; (b) imagem de satlite do local de exposio.
0000000 000 366
Figura 10.2 Esquema das estruturas metlicas usadas para expor os geotxteis aos agentes climatricos reais: (a) estrutura do tipo I; (b) estrutura do tipo II.
00000 366
Figura 10.3 Estruturas metlicas usadas para expor os geotxteis aos agentes climatricos reais: (a) vista geral de uma estrutura (tipo II); (b) pormenor de uma unidade da estrutura.
00000 000 367
Figura 10.4 Geotxteis expostos aos agentes climatricos reais: (a) vista geral das 4 estruturas metlicas; (b) vista geral da estrutura metlica do tipo I; (c) pormenor de uma unidade da estrutura metlica do tipo I; (d) pormenor do sistema de fixao dos provetes estrutura metlica.
00000 000 000 368
Figura 10.5 Temperatura mdia diria entre Novembro de 2004 e Novembro de 2007. 370
Figura 10.6 Radiao solar global (300 nm a 3000 nm) acumulada mensal entre Novembro de 2004 e Novembro de 2007 (valores inexistentes para Outubro de 2006).
00000 371
Figura 10.7 Precipitao acumulada mensal entre Novembro de 2004 e Novembro de 2007. 371
Figura 10.8 Humidade relativa mdia mensal entre Novembro de 2004 e Novembro de 2007. 371
Figura 10.9 Velocidade do vento mdia mensal entre Novembro de 2004 e Novembro de 2007.
00000 372
Figura 10.10 Aspecto dos geotxteis B0-500, B2-500, B4-500 e P2-500 aps 6 meses de exposio aos agentes climatricos reais.
00000 373
Figura 10.11 Aspecto dos geotxteis aps 12 meses de exposio aos agentes climatricos reais: (a) geotxtil B0-500; (b) espessura do geotxtil B0-500; (c) espessura do geotxtil B2-500.
00000 000 374
ndice de figuras
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Figura 10.12 Aspecto do geotxtil B0-280 aps 18 meses de exposio aos agentes climatricos reais: (a) aspecto geral de um provete; (b) provete com luz de fundo (para realar a falta de fibras).
00000 000 375
Figura 10.13 Aspecto dos geotxteis B0-280 e B0-500 aps 21 meses de exposio aos agentes climatricos reais: (a) geotxteis B0-280 (fila de cima) e B0-500 (fila de baixo) nos suportes metlicos; (b) geotxtil B0-280; (c) geotxtil B0-500.
00000 000 375
Figura 10.14 Aspecto do geotxtil B0-500 aps 24 meses de exposio aos agentes climatricos reais: (a) aspecto geral dos provetes; (b) provete com orifcios; (c) restos de um provete.
00000 000 377
Figura 10.15 Aspecto dos geotxteis aps 24 meses de exposio aos agentes climatricos reais: (a) geotxtil B4-500 com verdete; (b) geotxtil P2-500 com musgo e verdete.
00000 000 377
Figura 10.16 Aspecto dos geotxteis B2-500, B4-500 e P2-500 aps 36 meses de exposio aos agentes climatricos reais.
00000 378
Figura 10.17 Comparao da variao da massa por unidade de rea dos geotxteis B0-280, B2-280 e B4-280 ao longo da exposio aos agentes climatricos reais.
00000 379
Figura 10.18 Comparao da variao da massa por unidade de rea dos geotxteis B0-500, B2-500 e B4-500 ao longo da exposio aos agentes climatricos reais.
00000 381
Figura 10.19 Comparao da variao da massa por unidade de rea dos geotxteis B2-280 e P2-280 ao longo da exposio aos agentes climatricos reais.
00000 383
Figura 10.20 Comparao da variao da espessura dos geotxteis B0-280, B2-280 e B4-280 ao longo da exposio aos agentes climatricos reais.
00000 385
Figura 10.21 Comparao da variao da espessura dos geotxteis B0-500, B2-500 e B4-500 ao longo da exposio aos agentes climatricos reais.
00000 387
Figura 10.22 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B0-280, antes e aps os vrios tempos de exposio aos agentes climatricos reais.
00000 390
Figura 10.23 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B2-280, antes e aps os vrios tempos de exposio aos agentes climatricos reais.
00000 392
Figura 10.24 Curvas mdias fora-extenso do geotxtil B4-280, antes e aps os vrios tempos de exposio aos agentes climatricos reais.
00000 393