WO2024050616A1

WO2024050616A1 - Compósito polimérico, produto com compósito polimérico, processo de preparação de compósito polimérico, processo de preparação de um produto

Info

Publication number: WO2024050616A1
Application number: PCT/BR2023/050297
Authority: WO
Inventors: Geiza ESPERANDIO DE OLIVEIRA
Original assignee: Sileto Pesquisa E Desenvolvimento S.A.; Sileto Technologies Llc; Sileto Global Holding S.À R.L.
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2023-09-08
Publication date: 2024-03-14
Also published as: BR102022018065A2

Abstract

A presente invenção refere-se um compósito polimérico, pro- duto com compósito polimérico, processo de preparação de compósito polimérico a seco, processo de preparação de um dormente. O compósito polimérico compreende: areia; pelo menos uma carga; uma resina termofixa selecionada a partir de pelo menos uma dentre diciclopentadieno, neopentilglicol ou uma combinação destas; pelo menos dois aditivos, em que um dos aditivos é um aditivo compatibilizante de fases e o outro aditivo é um aditivo flexibilizante; e uma fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPÓSITO POLIMÉRICO, PRODUTO COM COMPÓSITO POLIMÉRICO, PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPÓSITO POLIMÉRICO, PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE UM PRODUTO".

[001] A presente invenção refere-se a compósito polimérico, produto com compósito polimérico, processo de preparação de compósito polimérico a seco, processo de preparação de um dormente.

Descrição do Estado da Técnica

[002] Os materiais denominados compósitos poliméricos são utilizados quando existe a necessidade de se obter materiais mais resistentes que polímero puro ou para aplicações em que é desejada a obtenção de qualidades específicas para o material. De modo geral, esses materiais compreendem matrizes poliméricas, cargas, aditivos e/ou agentes, sendo tais componentes em quantidades variadas dependendo da aplicação.

[003] Um exemplo de utilização para materiais de compósito polimérico é a aplicação em dormentes. Dormentes conhecidos utilizam concretos e reforços estruturais que limitam a sua resistência mecânica, durabilidade e aplicação, além de apresentar desvantagens no processo de fabricação e peso elevado. Avanços nessa área buscaram proporcionar novas vantagens aos dormentes, como é o caso do documento de certificado de adição brasileiro BRC10403092-3 que descreve um dormente em concreto plástico que utiliza areia e resina em sua composição. No entanto, as propriedades mecânicas obtidas pelo dormente descrito em tal documento apresentam limitações, como, por exemplo, a resistência à tração que é similar a do concreto.

[004] Outro exemplo de dormente conhecido é descrito no documento BR102014007171-7, que descreve um dormente formado por camadas sobrepostas de lâminas de madeira solidarizadas entre si através de resina polimérica sintética estrutural. No entanto, a utilização de madeira em dormentes, principalmente a madeira de eucalipto descrita em tal documento, apresenta desvantagens consideráveis, como baixa durabilidade, risco de ataque de fungo e proliferação de insetos, absorção de água/umidade com consequente alteração das propriedades mecânicas.

[005] Nota-se que os compósitos poliméricos conhecidos possuem limitações mecânicas que limitam a sua utilização. Essa lacuna pode ser observada, por exemplo, na área de dormentes, onde o resultado obtido por materiais conhecidos e comercialmente explorados ainda é insuficiente.

[006] Além disso, os compósitos poliméricos e processos de fabricação de compósitos poliméricos e/ou produtos que utilizam tais materiais necessitam de utilização de água e/ou não levam em consideração a higroscopia do gesso.

[007] Materiais comumente utilizados em dormentes possuem desvantagens que podem ser sumarizadas da seguinte maneira: a madeira de lei é atualmente proibida para a fabricação de dormentes de madeira; a madeira de eucalipto apresenta baixa durabilidade quando comparada aos demais dormentes; o concreto apresenta uma rápida deterioração na estrutura armada, devido à corrosão.

Objetivos da Invenção

[008] Em vista dos problemas descritos no estado da técnica, a presente invenção tem por objetivo proporcionar um compósito polimé- rico com alta resistência mecânica (resistência à compressão axial e à flexão a 4 pontos, bem como, alta resistência à abrasão), excelentes propriedades dielétricas, baixa porosidade e absorção de água; resistência química e à corrosão, além de uma densidade mais baixa que a comumente encontrada em outros compósitos estruturais.

[009] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um compósito polimérico que apresenta potencialmente diversas aplicações, dentre as quais, podemos citar: dormentes bitola métrica, dormentes bitola larga, cruzetas, terças, vigas, telhas pré-moldadas, calhas pré-mol- dadas, pisos intertravados, painéis de construção civil pré-moldados, pedra artificial para bancadas e pisos, pavimento em placas usados em pontes, cobertura de rodagem em pontes e rodovias, lajes pré-molda- das, placas de revestimento e cobogó.

[0010] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um compósito polimérico que, comparado à madeira, não sofre ataque de fungos e consequente proliferação de insetos além de não se deteriorar com o tempo; é resistente ao apodrecimento, ataque de insetos e radiação solar; e eventual absorção de água não acarreta a perda da dureza ou de outra propriedade mecânica, pois se dá por eventual porosidade, sem reação química com a água, ácidos, bases e compostos orgânicos em eventuais derramamentos.

[0011 ] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um compósito polimérico que, comparado ao concreto armado, é mais leve, é impermeável pois não necessita de armação de ferro similar à do concreto armado em sua estrutura; e não compreende componentes tóxicos após a cura.

[0012] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um compósito polimérico isento de vazios ou rechupes; possui propriedades iso- lantes; admite qualquer dimensão; é inerte e impermeável; altamente homogêneo gerando confiabilidade.

[0013] A presente invenção também tem por objetivo proporcionar um produto que compreende o compósito polimérico da presente invenção, como, por exemplo, um dormente que se comporta com desempenho satisfatório quando submetido a cargas de material rodante ou de tração com até 40 toneladas por eixo na bitola larga ou cargas menores nas bitolas métricas e standard.

[0014] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um produto que compreende o compósito polimérico da presente invenção, como, por exemplo, um dormente que apresenta um desempenho compatível com o desempenho apresentado por dormentes de madeira de puro cerne para o mesmo espaçamento que o adotado para a madeira. [0015] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um produto que compreende o compósito polimérico da presente invenção, como, por exemplo, um dormente que não acusam sinais de esmagamento ou deformação na região das fixações, quando submetidos às condições de tráfego citadas neste documento.

[0016] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um produto que compreende o compósito polimérico da presente invenção, como, por exemplo, um dormente que possui seção transversal íntegra, isenta de vazios ou rechupes.

[0017] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um produto que compreende o compósito polimérico da presente invenção, como, por exemplo, um dormente que possui propriedades isolantes, não oferecendo risco de ocupação do circuito de via.

[0018] A presente invenção também tem por objetivo proporcionar um processo de preparação de um compósito polimérico a seco e/ou um dormente com os objetivos descritos acima.

[0019] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um processo de preparação de um compósito polimérico a seco e/ou um dormente que não utiliza água em sua produção não gerando efluentes líquidos.

Breve [

[0020] A presente invenção refere-se a um compósito polimérico, que compreende: areia; pelo menos uma carga; uma resina termofixa selecionada a partir de pelo menos uma dentre diciclopentadieno, neo- pentilglicol ou uma combinação destas; pelo menos dois aditivos, em que um dos aditivos é um aditivo compatibilizante de fases e o outro aditivo é um aditivo flexibilizante; e uma fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas.

[0021 ] Opcionalmente, a carga é selecionada a partir de pelo menos uma dentre: sílica granular ou microesferas, quartzo de alta e baixa pureza alumina, areia de fundição, areia fina ou ultrafina, calcário, talco, pó de brita, gesso, cal, dolomita, calcita, barita, bentonita in natura ou organofílica, caulinita in natura ou organofílica, metacaulinita in natura ou organofílica, atapulgita in natura ou organofílica, montmorinolita in natura ou organofílica, ilita in natura ou organofílica, antigorita in natura ou organofílica, anita in natura ou organofílica, sepiolita in natura ou organofílica, vermiculita in natura ou organofílica, magnetita porosa, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, mica, grafita, gipsita, gilsonita ou uma combinação destas.

[0022] Opcionalmente, o aditivo compatibilizante de fases é selecionado a partir de pelo menos um dentre: viniltrimetoxisilano, viniltrieto- xisilano, metacriltrimetoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano, diacri- lato de cálcio, diacrilato de zinco ou uma combinação destes.

[0023] Opcionalmente, o aditivo flexibilizante é selecionado a partir de pelo menos um dentre: butilacrilato, butilmetilacrilato, metilmetacri- lato, ácido acrílico, ácido metracrílico, anidrido ftálico, anidrido maleico, dialilftalato, trietilenoglicolmetacrilato, etil-hexilmetacrilato ou uma combinação destes.

[0024] Opcionalmente, o compósito polimérico pode compreender ainda borracha moída em uma quantidade de 0% a 30% em massa; mantas de fibra em camadas, sendo a fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra metálica, fibra de vidro, fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas; telas e/ou armações em material metálico e/ou polimérico em camadas e/ou estruturas; sistema promotor de reação, em que o sistema promotor de reação é naftenato de cobalto e está compreendido em uma quantidade de 0,25% a 2,5% em massa do compósito. O sistema promotor de reação é associado a dimetilanilina, DMA, em uma quantidade de 0,025% a 0,10% em massa. Opcionalmente, o compósito polimérico pode compreender ainda um iniciador em uma quantidade que varia de 0,05% a 6,00% em massa.

[0025] Opcionalmente, o compósito polimérico pode compreender: de 38% a 96% em massa de areia média; de 3% a 33% em massa de carga; de 3% a 33% em massa de diciclopentadieno e/ou de 5% a 30% em massa neopentilglicol; de 0,1 % a 1 ,5% em massa de aditivo compa- tibilizante de fases; de 0,1 % a 1 ,5% em massa de aditivo flexibilizante; e de 0,1 % a 5%, em massa de fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica e/ou uma combinação destas.

[0026] A presente invenção refere-se a um produto com compósito polimérico que compreende um compósito polimérico, em que a fibra compreendida no compósito apresenta um comprimento da fibra entre 70% e 99% do comprimento da peça.

[0027] A presente invenção refere-se a um processo de preparação de compósito polimérico a seco que compreende as seguintes etapas: misturar areia e carga por um tempo de 10 minutos a 40 minutos para formar uma mistura de componentes secos; misturar pelo menos um aditivo compatibilizante de fases e pelo menos um aditivo flexibilizante com uma resina termofixa por um tempo de 10 segundos a 30 segundos para formar um xarope; misturar o xarope com a mistura de componentes secos por um tempo de até 5 minutos; inserir, no material obtido, pelo menos um elemento de ancoragem compreendendo feixes de fibras, em que a fibra é selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas; realizar uma pré-cura do material obtido em estufa de pressão ambiente com circulação de ar, a uma temperatura de 50 a 80°C por um tempo de 60 minutos a 180 minutos; e realizar uma cura do material obtido por um tempo de pelo menos 7 dias à pressão ambiente e à temperatura ambiente.

[0028] Opcionalmente, o processo de preparação de compósito po- limérico a seco compreende uma etapa de secar a areia e a carga antes destes componentes serem misturados; uma etapa de misturar um iniciador ao xarope por um tempo de 10 segundos a 30 segundos antes da etapa de misturar o xarope com a mistura de componentes secos; uma etapa prensar o material obtido por um tempo de 20 segundos a 60 segundos antes da etapa de realizar a pré-cura. Opcionalmente pode-se substituir a etapa de prensagem por vibração, usando um vibrador de concreto em diferentes pontos da massa até que não haja saída visível de ar da mistura do material, um tempo típico de vibração do material varia de 20 a 60 segundos antes da etapa de pré-cura. Opcionalmente, a estufa utilizada no processo compreende exaustores para retirada de umidade. Opcionalmente, pode-se substituir a estufa por mantas de aquecimento térmicos, respeitando-se os mesmos parâmetros de tempo, temperatura e abertura para retirada de umidade.

[0029] A presente invenção refere-se a um processo de preparação de um dormente que compreende as etapas de: preparar um compósito polimérico conforme um processo de preparação já descrito, e moldar o material em um molde de dormente antes da etapa de inserir os elementos de ancoragem. Opcionalmente, a etapa de prensar é realizada com uma carga de 10 a 30 toneladas de força por um período de 20 a 60 segundos. Opcionalmente, a etapa de prensar pode ser substituída pela etapa de vibrar por um período de 20 a 60 segundos.

[0030] Opcionalmente, os elementos de ancoragem compreendem camadas intermediárias de feixes ou mantas de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas, em que as fibras são longas longitudinais ao dormente, sendo distribuídas em camadas ou agrupadas em feixes.

[0031] Opcionalmente, a estufa utilizada no processo compreende pelo menos dois exaustores laterais para retirada de umidade. Opcionalmente, pode-se substituir a estufa por mantas de aquecimento térmicos, respeitando-se os mesmos parâmetros de tempo, temperatura e abertura para retirada de umidade.

Descrição Resumida Dos Desenhos

[0032] As figuras mostram os resultados de testes realizados em um exemplo de execução da invenção descrito mais adiante:

[0033] Figura 1 - é uma foto que ilustra um dormente que compreende uma concretização do material da presente invenção submetido a um ensaio de módulo de ruptura (MOR); e

Figura 2 - é uma sequência de fotos que ilustram um dormente que compreende uma concretização do material da presente invenção submetido testes de queda.

Descrição Detalhada da Invenção

[0034] Primeiramente, cabe notar que o compósito polimérico da presente invenção pode ser aplicado ou utilizado em múltiplos diferentes tipos de artigos, produtos ou contextos, tais como, dormentes ferroviários, cruzetas, terças, vigas, telhas pré-moldadas, calhas pré-molda- das, pisos intertravados, painéis de construção civil pré-moldados, pedra artificial para bancadas e pisos, pavimento em placas ou aplicados por moldagem in loco usados em pontes, lajes pré-moldadas, placas de revestimento, cobogó, entre outros. Apesar de haver menções específicas a dormentes ao longo do relatório descritivo, esse exemplo específico de aplicação do material da presente invenção não dever ser utilizado para restringir o escopo de proteção de forma indevida, sendo esse exemplo uma forma de facilitar o entendimento do material objeto da presente invenção.

[0035] A presente invenção se refere, em uma concretização, a um compósito polimérico que compreende agregados finos, como, por exemplo, areia, sendo preferencialmente areia média; pelo menos uma resina sendo selecionada de pelo menos uma dentre diciclopentadieno (DCPD), neopentilglicol (NPG) para resina termofixa e/ou uma combinação destas; e pelo menos um aditivo.

[0036] Em uma concretização, o aditivo é selecionado a partir de pelo menos um dentre um aditivo compatibilizante de fases e/ou um aditivo flexibilizante. O aditivo compatibilizante de fases, também chamado de agente de acoplamento, é selecionado de pelo menos um dentre: viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, metacriltrimetoxisilano, metacri- loxipropiltrimetoxisilano, diacrilato de cálcio, diacrilato de zinco e/ou uma combinação destes. O aditivo flexibilizante, ou agente flexibilizante, da estrutura polimérica é selecionado a partir de pelo menos um dentre: butilacrilato, butilmetilacrilato, metilmetacrilato, ácido acrílico, ácido me- tracrílico, anidrido ftálico, anidrido maleico, dialilftalato, trietilenoglicol- metacrilato, etil-hexilmetacrilato e/ou uma combinações destes.

[0037] Em uma concretização compreendendo dois aditivos, um dos aditivos é o aditivo compatibilizante de fases e o outro aditivo é o aditivo flexibilizante.

[0038] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende pelo menos uma carga sendo selecionada a partir de pelo menos um dentre: sílica granular ou microesferas, quartzo de alta e baixa pureza alumina, areia de fundição, areia fina ou ultrafina, calcário, talco, pó de brita, gesso, cal, dolomita, calcita, barita, bentonita in natura ou organofílica, caulinita in natura ou organofílica, metacauli- nita in natura ou organofílica, atapulgita in natura ou organofílica, montmorinolita in natura ou organofilica, ilita in natura ou organofilica, antigorita in natura ou organofilica, anita in natura ou organofilica, sepi- olita in natura ou organofilica, vermiculita in natura ou organofilica, mag- netita porosa, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, mica, grafita, gipsita e gilsonita e/ou uma combinação destes cuja mistura é adequada para o atendimento das solicitações de carga e distribuição para lastro.

[0039] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende uma fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de ara- mida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica e/ou uma combinação destas. As fibras utilizadas podem ser curtas e distribuídas uniformemente na matriz, ou longas e alinhadas em uma única direção, podendo ainda estar dispostas em camadas ou núcleos fibrosos.

[0040] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende borracha moída, podendo tal borracha ser oriunda de pneus.

[0041] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende telas e armações metálicas ou poliméricas em camadas ou estruturas.

[0042] Os componentes descritos acima para as diferentes concretizações da presente invenção podem ser combinados de formas distintas, sendo pelo menos dois componentes combinados para gerar uma versão distinta da presente invenção. Os detalhes e concentrações possíveis de cada componente serão descritos a seguir.

[0043] Resina:

[0044] A resina presente no compósito polimérico da presente invenção é uma resina termofixa. A resina é selecionada de pelo menos um dentre diciclopentadieno (DCPD), neopentilglicol (NPG) e/ou uma combinação entre eles. [0045] DCPD:

[0046] Diciclopentadieno (DCPD) é um composto químico com fórmula C10H12. Em temperatura ambiente, é um líquido de cor amarela clara com um odor árido. O maior uso está nas resinas, particularmente, resinas de poliéster insaturadas. Também é usado em tintas e adesivos. [0047] Na presente invenção, adiciona-se DCPD em uma quantidade que varia de 5% a 30%, em massa, preferencialmente de 8% a 25%, em massa e mais preferencialmente de 10 a 20%, em massa, com base na massa total da composição do compósito.

[0048] NPG:

[0049] Neopentilglicol (NPG) puro é um sólido cristalino, branco, inodoro, higroscópico, sendo um composto orgânico usado na síntese de poliésteres, tintas, lubrificantes e plastificantes. Nas resinas de poli- ésteres, 0 NPG melhora a resistência ao calor, luz, especialmente ultravioleta e água. Através de reação de esterificação com ácidos graxos ou caboxílicos pode-se alcançar ésteres lubrificantes com potencial de oxidação e hidrólise reduzidas. O NPG é utilizado, também, na fabricação de resinas alquídicas, resinas de poliuretana, além da fabricação de monômeros para tintas resistentes ao UV.

[0050] O NPG é sintetizado industrialmente pela reação aldólica entre 0 formaldeído e 0 isobutaraldeído, que forma 0 hidroxipivaldeído, que pode se converter neopentilglicol pelo excesso de formaldeído ou por hidrogenação catalítica do grupo aldeído a álcool. Esse procedimento pode ser realizado usando um catalisador alcalino forte, como 0 hidróxido de sódio, hidróxido de potássio ou hidróxido de cálcio. O inconveniente é a produção de uma grande quantidade de formato de sódio como subproduto, sendo, portanto, comercialmente inviável. Uma forma de contornar 0 problema é através da condensação aldólica com aminas terciárias como catalizadores, prosseguindo com a hidrogenação usando como catalisador cromito de cobre suportado em óxido de magnésio, ou catalisador que contenha platina, rutênio e tungsténio, ou ainda um catalisador de cobre, zinco e zircônio. A hidrogenação do hi- droxipivaldeído pode também ser realizada com um catalisador de níquel a uma temperatura inferior à 100°C usando uma mistura de álcool alifático com éter como solvente, com umidade controlada. Outro método de se obter o propano - 1 ,3-diol, dissubstituído na posição 2 é por reação com etanal, também dissubstituído na posição 2, com formalde- ído. Assim, a reação entre 1-4dioxino e o isobutaraldeído, em presença de um agente de troca iônica ácido, permite obter o neopentilglicol com rendimento de 87%. Já a fotólise do 2-(2-hidróxi-5-metoxifenil)-5,5-di- metil-1 ,3-dioxano com luz de 300nm resulta na formação de neopentilglicol e 2-hidróxi-5-metoxibenzaldeído com 98% de rendimento.

[0051] Na presente invenção, adiciona-se resina de NPG em uma quantidade que varia de 3% a 33%, em massa, preferencialmente de 7% a 27%, em massa e mais preferencialmente de 9% a 18%, em massa, com base na massa total da composição do compósito.

[0052] Areia:

[0053] Em uma concretização da presente invenção, a composição da areia é formada predominantemente de partículas de sílica, mas pode conter outros minerais como: feldspato, mica, zircão, magnetita, ilmenita, monazita e cassiterita. A areia comercial também possui umidade, considerando se tratar de uma areia de granulometria média (de 0,1 mm a 2,0 mm, ou preferencialmente de 0,2 mm a 0,6 mm) lavada, para a retirada da maior parte das impurezas orgânicas.

[0054] Na presente invenção, adiciona-se areia em uma quantidade que varia de 38% a 96%, em massa, preferencialmente de 42% a 90%, em massa e mais preferencialmente de 53% a 82%, em massa, com base na massa total da composição do compósito.

[0055] Carga:

[0056] Dentre as opções de carga, o material composto de gipsita é um mineral de origem natural e extraído em jazidas ao redor do mundo. O compósito polimérico da presente invenção é, preferencialmente, produzido com gesso extraído de jazidas minerais, mas também pode-se empregar gesso oriundo de processos industriais. Sua fórmula química corresponde ao sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O) que após processo de calcinação ou desidratação dá origem ao sulfato hemidra- tado de cálcio (CaSO4.¹/2H2O) também conhecido como gesso. Esse material é formado por partículas esféricas com dimensões de 53 pm a 150 pm. Esse material apresenta grande tendência à reidratação, sendo muito higroscópio, o que lhe confere um substancial incremento em sua resistência mecânica.

[0057] A gipsita, também chamada pedra de gesso, é composta por sulfato de cálcio di-hidratado, ou seja, é um minério de cálcio cuja composição química corresponde à fórmula (CaSÜ4. 2H2O). Trata-se de um mineral, geralmente, de coloração que varia de branca à translúcida, apresentando aspecto micáceo, lamelar, o brilho nacarado, o tato untu- oso (ou fibroso), além de uma baixa dureza da ordem de 2,0. É o sulfato mais abundante na crosta terrestre, ocorrendo em evaporitos ou na forma de camadas interestratificadas de folhelhos, calcário e argila, podendo também ser encontrado em meteoritos. Através da calcinação, a gipsita perde sua água de cristalização, podendo, então, ser transformada em gesso quando mantém água cristalizada (CaSÜ4. 2H2O), ou sulfato de cálcio (anidrita) quando perde totalmente a água cristalizada (CaSO₄).

[0058] A principal aplicação da gipsita é na fabricação de cimento, mas também é usada na fabricação de ácido sulfúrico, giz, vidros, esmaltes, gesso e na produção de cerveja. Além disso, o gesso ou o sulfato de cálcio, é empregado também como material para moldes para fundição; desidratante; aglutinante e corretivo de solo (fornecedor de cálcio e enxofre), além de possuir aplicação na metalurgia (na formação de escória).

[0059] Outra fonte muito importante é o gesso agrícola, produzido como subproduto na produção de ácido fosfórico. O gesso agrícola é originado da reação do ácido sulfúrico com a rocha fosfatada, realizada com o fim de produzir ácido fosfórico, isto quer dizer que o gesso é subproduto da fabricação do H3PO4:

Caio(P0₄)6F₂ + H2SO4 + 2OH2O 10CaSO₄.2H₂O + 6H3PO4 + 2HF [0060] Para cada tonelada de ácido fosfórico produzido, é gerado cerca de 4,5 toneladas de gesso.

[0061] Além do gesso e/ou gipsita, outras cargas podem ser utilizadas, tais como: sílica granular ou microesferas, quartzo de alta e baixa pureza alumina, areia de fundição, areia fina ou ultrafina, areia residual do processo de mineração, calcário, talco, pó de brita, gesso, cal, dolo- mita, calcita, barita, bentonita in natura ou organofílica, caulinita in na- tura ou organofílica, metacaulinita in natura ou organofílica, atapulgita in natura ou organofílica, montmorinolita in natura ou organofílica, ilita in natura ou organofílica, antigorita in natura ou organofílica, anita in natura ou organofílica, sepiolita in natura ou organofílica, vermiculita in natura ou organofílica, magnetita porosa, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, mica, grafita, gipsita e gilsonita e/ou uma combinação destes cuja mistura é adequada para 0 atendimento das solicitações mecânicas.

[0062] A utilização dessas cargas se dá, inicialmente, pelo efeito de empacotamento das partículas no material. O uso de uma carga com granulometria maior, como a areia, gera vazios entre os grãos, que podem ser ocupados por partículas de granulometria menor, reduzindo os volumes de poros e vazios, 0 que aumenta a resistência a compressão do material. O efeito técnico obtido pela carga é físico e pode ser obtido pelas cargas citadas.

[0063] A aplicação do gesso, contudo, mostrou compreender também, nesse caso, um componente químico relevante, além do aspecto físico do empacotamento. Como o gesso é um material altamente higroscópico, a água produzida na reação de polimerização é capturada pelas partículas de gesso, presentes no material, removendo a água do meio reacional, permitindo uma cura mais eficiente, o que produz um material final com propriedades mecânicas melhoradas em comparação às cargas que não possuem esse efeito. Mas para que tal fenômeno aconteça, deve-se garantir a desidratação do gesso submetendo-o ao processo de secagem por aquecimento, no qual a umidade é reduzida em mais de 90%. O uso do gesso conforme recebido, sem a passagem pelo processo de secagem gera um efeito deletério no material final, pois a água presente no gesso é liberada durante o aquecimento usado no início da reação de polimerização, interferindo na cura do material, muitas até impedindo a consolidação do material final, o material não cria resistência mecânica ou fica esfarelando.

[0064] Algumas das cargas citadas não são higroscópicas, sendo mesmo consideradas inertes, produzindo apenas o efeito do empacotamento descrito anteriormente. Outras cargas, dentre as citadas, como os argilominerais, são também higroscópicas e, assim como o gesso, podem promover os mesmos efeitos de empacotamento e sequestro da água produzida como subproduto da reação de polimerização. Contudo, alguns argilominerias possuem metais de transição em suas estruturas, os quais podem catalisar reações laterais indesejadas durante a polimerização, alterando as propriedades mecânicas do material obtido.

[0065] Na presente invenção, adiciona-se carga em uma quantidade que varia de 3% a 33%, em massa, preferencialmente de 5% a 26%, em massa e mais preferencialmente de 7% a 18%, em massa, com base na massa total da composição do compósito.

[0066] Sistema Promotor de Reação:

[0067] Um sistema promotor de reação é composto por produtos químicos que quando usados sozinhos não interferem na reação de po- limerização, mas que quando associados aceleram fortemente a reação. Em algumas concretizações, o seu emprego é opcional, dependendo do tempo reacional. Em uma concretização, o compósito polimé- rico da presente invenção compreende um sistema promotor de reação que se mistura à resina em uma quantidade que varia de 0,05% a 13%, ou preferencialmente, de 0,10% a 6,50%, ou mais preferencialmente, de 0,25% a 2,50%, em massa, com base na massa total do compósito. Preferencialmente, utiliza-se 0,25 a 2,50% de naftenato de cobalto ou octoato de cobalto, que pode ser empregado sozinho ou associado a dimetilanilina (DMA) em uma quantidade variando de 0,025% a 0,10%. [0068] Iniciador:

[0069] Iniciador é um composto químico que por efeito de calor ou radiação ou apenas reatividade química sofre autocisão, formando ou um radical livre, ou um ânion ou um cátion capaz de iniciar a reação de polimerização. Na presente invenção o iniciador sofre autocisão por calor formando um radical livre que inicia a polimerização em massa via radicalar. Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende um iniciador em uma quantidade que varia de 0,01 % a 6,00%, ou preferencialmente, de 0,05% a 3,00%, ou ainda mais preferencialmente, de 0,10% a 2,00% em massa, com base na massa total do compósito. Preferencialmente, utiliza-se de 0,08% a 2,00%, ou preferencialmente, de 0,10% a 1 ,50% de composto de peróxido de metil etil cetona, de média reatividade, dessensibilizado com dimetilftalato.

[0070] Aditivo Compatibilizante de Fases:

[0071] Os agentes compatibilizantes de fase possuem uma cadeia química que tem um lado com afinidade química com a fase orgânica e outro lado com afinidade química pela fase inorgânica, reagindo cada lado com a respectiva fase, criando assim uma espécie de ponte química entre as fases. Isso faz a adesão entre os materiais aumentar substancialmente, pois se cria uma adesão química em lugar de apenas uma aderência física pela interação das porosidades e reentrâncias, aumentando a resistência à tração do material. Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende o aditivo com- patibilizante de fases, também chamado agente de acoplamento, usado em quantidade que varia de 0,05% a 2,0%, ou preferencialmente, de 0,1 % a 1 ,5%, ou mais preferencialmente, de 0,15% a 1 ,0% em massa do composto, sendo preferencialmente o viniltrimetoxisilano ou viniltrie- toxisilano, mas podendo ser substituído por pelo menos um dentre me- tacriltrimetoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano, diacrilato de cálcio, diacrilato de zinco e/ou uma combinação destes.

[0072] Aditivo Flexibilizante:

[0073] Os agentes flexibilizantes podem se ligar quimicamente às cadeias do polímero, ou podem formar estruturas intercaladas com as cadeias poliméricas. No caso dos agentes flexibilizantes que se ligam quimicamente ao polímero, o grupo flexibilizante funciona como uma espécie de mola na cadeia, aumentando a flexibilidade e, portanto, a resistência à tração. Esses grupos são pequenos absorvedores de energia o que permite que o material deforme minimamente na escala da cadeia polimérica, mas imperceptível visualmente, e disperse a energia, aumentando a flexibilidade e a resistência a tração.

[0074] Por outro lado, os agentes flexibilizantes que formam estruturas intercaladas com os polímeros, criam estruturas de absorção de energia um pouco maiores, que também causam deformações ligeiramente maiores, mas ainda imperceptíveis visualmente, atuando de forma similar, absorvendo a energia, promovendo pequenas deformações e liberando a energia para as estruturas vizinhas, dissipando-as.

[0075] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende o aditivo flexibilizante da estrutura polimérica, usado em quantidade que varia de 0,05% a 2,0%, ou preferencialmente, de 0,1 % a 1 ,5%, ou mais preferencialmente, de 0,15% a 1 ,0% em massa do composto, sendo selecionado a partir de pelo menos um dentre o butilacrilato, o butilmetilacrilato, metilmetacrilato, trietilenoglicolme- tacrilato, etil-hexilmetacrilato, ácido acrílico, ácido metracrílico, anidrido ftálico, anidrido maleico, dialilftalato, trietilenoglicolmetacrilato, etil-hexi- Imetacrilato e/ou uma combinação destes.

[0076] Borracha Moída:

[0077] A borracha moída funciona como absorvedor de impacto físico dentro do compósito, criando um potencial aumento nas propriedades de resistência ao impacto e resistência a flexão, sendo seu uso opcional dependendo da aplicação. Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende borracha moída. A borracha moída pode ser oriunda de pneus em uma quantidade que varia de 0,1 % a 30%, ou preferencialmente, de 1 % a 18%, ou mais preferencialmente, de 5% a 10%, em massa, com base na massa total do compósito.

[0078] Fibras:

[0079] As fibras são aplicadas na presente invenção como mecanismo de segurança, especialmente para a aplicação em dormentes, vigas e peças estruturais que sofram esforço de flexão. Apesar dos artigos mencionados, outras aplicações não previstas nesse relatório podem utilizar o compósito da presente invenção com fibras para alcance das propriedades desejadas. Considerando que o material, apesar de possuir cargas de ruptura muito elevadas, o que torna os eventos de ruptura e quebra menos prováveis, possui como característica uma fratura do tipo frágil e que mesmo com o uso dos agentes compatibilizantes de fase e flexibilizantes, o material não apresenta ductilidade suficiente para sinalizar quando está próximo à carga de ruptura, pois não apresenta limite de escoamento, rompendo-se bruscamente quando este é atingido. Assim o emprego de fibras, principalmente fibras longas, aplicadas longitudinalmente à peça, apenas apoiadas no próprio material durante a moldagem, sem aplicação de qualquer esforço de tração, fornece um ancoramento na peça, no eventual episódio de ruptura, garantido que o dormente não se separe em partes distintas, gerando apenas trincas na estrutura, o que permite, por exemplo, que um dormente mantenha a bitola e não cause acidentes na linha.

[0080] A figura 1 ilustra um dormente submetido ao ensaio de módulo de ruptura (MOR). Nota-se que, mesmo o dormente tendo sido levado a falha estrutural total, não sofreu separação das partes. Isso se dá pelo efeito de ancoramento das partes promovido pela presença das fibras no interior do dormente.

[0081] Foram consideradas apenas fibras sintéticas nessa aplicação, pois se necessita de resistências à tração constantes. Fibras vegetais possuem propriedades mecânicas altamente dependentes das condições da planta que foram extraídas. Excesso ou falta de água, luz do sol, nutrientes, etc. modificam drasticamente as propriedades mecânicas das fibras vegetais, sendo muito difícil alcançar repetibilidade e re- produtibilidade em um processo. Assim, em algumas concretizações, as fibras vegetais não devem ser utilizadas. Por outro lado, fibras sintéticas apresentam propriedades mecânicas controladas apenas por seu processo de produção, e estando o processo controlado, apresentam repetibilidade e reprodutibilidade em suas propriedades.

[0082] Em algumas concretizações da presente invenção, as fibras ainda podem funcionar como reforço estrutural aumentando a tração do material, sendo usadas como fibras curtas uniformemente distribuídas na matriz para outras aplicações do compósito da presente invenção. Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende uma fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica e/ou uma combinação destas. As fibras utilizadas podem ser curtas e distribuídas uniformemente na matriz, ou longas e alinhadas em uma única direção, a depender da aplicação do compósito da presente invenção. Para o caso específico do dormente, aplicações estruturais ou aplicações que exigem reforço de tração, as fibras devem ser, preferencialmente, longas e alinhadas na direção do comprimento da peça ocupando toda a extensão do objeto. Para dormentes, por exemplo, pode ocupar toda a extensão entre as ombreiras externas, região onde o dormente sofre os maiores esforços mecânicos.

[0083] As fibras são compreendidas em uma quantidade que varia de 0,05% a 10%, ou preferencialmente, de 0,1% a 5%, ou mais preferencialmente, de 0,2% a 1 % em massa, com base na massa total do compósito. Preferencialmente, utiliza-se fibras de vidro, metálicas ou de carbono.

[0084] A fibra compreendida no compósito apresenta um comprimento da fibra necessário para não permitir que haja a ruptura catastrófica no lugar onde há maior fragilidade e/ou maiores cargas aplicadas da peça. No caso do dormente, a função é não haver ruptura catastrófica que permita a abertura da bitola, ou seja, todo o comprimento entre as ombreiras. O dormente sofre maiores esforços na região dos apoios (onde ficam os trilhos) e no centro da peça (onde sofre tração). Esses são os pontos críticos onde os eventos de ruptura ocorrem, portanto, a fibra deve ser longa o suficiente para cobrir todo o comprimento entre as duas ombreiras externas do dormente. Outros exemplos similares podem ser entendidos analogamente à situação descrita para o dormente.

[0085] Em uma concretização, o comprimento de fibra compreende entre 70% e 99%, preferencialmente, entre 85% e 95%, ou ainda mais preferencialmente, entre 88% e 92% do comprimento da peça ou produto. [0086] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende fibra de carbono. Testes realizados com fibra de carbono resultaram em um material com resistência à tração superior, redução de trincas, e aumento da resistência a quedas em testes de impacto preliminares e/ou possibilidade de redução de número de fibras para se obter o mesmo efeito técnico das demais com consequente redução de custo de fabricação.

A figura 2 ilustra uma sequência de fotos retidas de vídeos de teste de queda do dormente reforçado com fibra de carbono. Na primeira queda de uma altura de 2m em piso de concreto, nota-se que não houve dano aparente ao dormente. Na segunda queda, o dormente trincou na região de uma ombreira, mantendo, entretanto, a integridade da peça e a bitola do dormente.

[0087] Estruturas:

[0088] Assim como as fibras, estruturas metálicas ou de compósitos de fibras, tais como os vergalhões de fibra (vidro, aramida, carbono, basalto, grafite, metálica ou polimérica), também podem ser empregados na forma de arames, vergalhões ou telas para promover o aumento da resistência mecânica do material para aplicações específicas. Para o caso específico da aplicação dormentes, estruturas do tipo vergalhões, lâminas ou perfis podem ser empregados na substituição do feixe de fibras como sistema de segurança para a ruptura catastrófica com eventual perda de bitola pelo dormente.

[0089] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende estruturas metálicas ou poliméricas de arames ou telas em uma quantidade que varia de 0,05% a 10%, ou preferencialmente, de 0,1 % a 5%, ou mais preferencialmente, de 0,2% a 1 % em massa, com base na massa total do compósito. Preferencialmente, uti- liza-se estruturas metálicas ou poliméricas.

[0090] Em uma concretização, o comprimento de vergalhões e estruturas metálicas ou poliméricas de arames ou telas compreende entre 70% e 99% do comprimento da peça, preferencialmente, entre 85% e 95%, ou ainda mais preferencialmente, entre 88% e 92% do comprimento da peça.

[0091] Acabamentos:

[0092] Em uma concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende acabamentos, tais como fingimentos ou polimentos. Tais acabamentos podem ser utilizados opcionalmente dependendo da aplicação do produto produzido.

[0093] Em uma concretização preferida, o compósito polimérico da presente invenção é utilizado na preparação de diversos produtos como dormentes ferroviários, cruzetas, terças, vigas, telhas pré-moldadas, calhas pré-moldadas, pisos intertravados, painéis de construção civil pré- moldados, pedra artificial para bancadas e pisos, pavimento em placas ou aplicados por moldagem in loco usados em pontes, lajes pré-moldadas, placas de revestimento, cobogó, entre outros.

[0094] Neste caso, citando o dormente como exemplo de concretização dentre os possíveis produtos da presente invenção, diversas características podem ser observadas, dentre as quais: atendimento total às cargas solicitadas que preferencialmente variam entre 20 ton/eixo até 40 ton/eixo; vida útil superior ao dormente de concreto; e preço da peça inferior à peça de aço. Destaca-se que este compósito, quando utilizado na preparação de dormentes, apresenta as seguintes vantagens e efeitos técnicos:

- Não possui água em sua composição;

- Não possui esqueleto armado de alta densidade;

- É impermeável;

- É mais leve do que o concreto com ferragem;

- É completamente compatível com os dormentes de concreto e parcialmente compatível com os dormentes de madeira, admitindo qualquer formato e tamanho;

- É um material homogêneo em sua composição, podendo conter estruturas de ancoramento, gerando maior confiabilidade na prevenção de acidentes;

- Possui alta resistência a esforços sendo alta resistência mecânica, tanto compressiva, quanto trativa na flexão e na compressão diametral, bem como nos processos de fadiga;

- Apresenta longa durabilidade o que o torna a melhor relação custo / benefício no tempo.

[0095] Destaca-se ainda que o compósito polimérico da presente invenção é um concreto polimérico obtido a partir da substituição de parte ou todo o aglomerante do concreto convencional por polímero.

Processo de preparação do

a seco da

Processo de preparação de peças pré-moldadas:

[0096] O compósito polimérico da presente invenção preferencialmente é preparado a partir do processo que compreende as seguintes etapas:

A. Secagem da areia e do gesso/ou gipsita;

B. Pesagem de cada componente sendo pelo menos uma resina, areia, cargas finas, preferencialmente gesso;

C. Mistura de componentes secos sendo areia e pelo menos uma carga por cerca de 5 a 40 minutos, até ficar bem homogêneo, usando misturador mecânico convencional (tipo betoneira, ou misturador industrial) ou ainda mistura manual dependendo da quantidade de compósito a ser produzida, à pressão e temperatura ambiente;

D. Adição de pelo menos um aditivo, sendo pelo menos um agente de acoplamento ou um agente flexibilizante ou combinações destes em pelo menos uma resina para formar a mistura orgânica, também denominada xarope. Misturar por cerca de 10 a 30 segundos. E. Adição do iniciador à mistura orgânica ou xarope e misturar por cerca 10 a 30 segundos, até se obter aspecto homogêneo.

F. Adição da mistura orgânica ou xarope ao misturador contendo a mistura dos agregados secos e subsequente mistura por um tempo de até 5 minutos, até apresentar aspecto homogêneo.

G. Moldagem em molde do produto a ser produzido, preferencialmente previamente besuntado com desmoldante, podendo ser parafinas, óleo mineral, solução polimérica de polímeros lineares (poli- etileno, polipropileno, polialcoolvinílico, policloreto de vinila, politetraflu- oretileno), ceras vegetais ou combinações destes, ou ainda molde feito de material antiaderente.

H. Inserção do elemento de ancoragem, sendo preferencialmente feixe de fibras de vidro longas ou de fibras de carbono longas, longitudinalmente acomodado ao molde, podendo ser substituído por camadas de manta de fibra de vidro ou manta de fibra de carbono. Essa etapa é opcional dependendo da aplicação.

I. Prensagem em uma carga compatível com o artefato a ser moldado por cerca de 20 a 60 segundos dependendo da espessura do artefato. Opcionalmente, a prensagem pode ser substituída pela vibração, usando vibrador interno na massa, por um período de 20 a 60 segundos.

J. Pré-cura em estufa de pressão ambiente, com circulação de ar, a uma temperatura de 50 a 80°C por cerca de 60 a180 minutos e posterior cura por no mínimo 7 dias à pressão e temperatura ambiente. Opcionalmente, a estufa pode ser substituída por manta térmica respei- tando-se os parâmetros de temperatura e tempo.

[0097] Devido à característica higroscópica do gesso, foi necessário adaptar a estufa com exaustores para retirar a umidade formada durante a reação de polimerização (reação que forma água como subproduto). A permanência da atmosfera saturada de água dentro da estufa, com o decorrer da reação de polimerização causa o equilíbrio reacional retardando ou mesmo impedindo a cura do material. Esse efeito não é observado em cargas que não possuam caráter higroscópico. Em caso de substituição da estufa por manta térmica para emprego de cargas hi- groscópicas deve-se manter aberturas para a saída da umidade pelo mesmo efeito descrito anteriormente.

Processo de preparação do dormente (ou produtos em geral) da presente invenção

[0098] O dormente da presente invenção preferencialmente é preparado a partir do processo que compreende as seguintes etapas:

A. Preparação do compósito conforme processo descrito acima;

B. Moldagem no molde de dormente na bitola adequada a ser produzido. Durante a moldagem, materiais de ancoragem podem ser introduzidos no dormente, como camadas intermediárias de manta de fibras de vidro e /ou fibras de longas longitudinais ao dormente, podendo estar distribuídas em camadas ou agrupadas em feixes.

C. Prensagem com carga de cerca de 10 a 30 toneladas de força por aproximadamente 10 a 60 segundos. Opcionalmente, a prensagem pode ser substituída pela vibração, usando vibrador interno na massa, por um período de 20 a 60 segundos, buscando não atingir as fibras.

D. Pré-cura em estufa de pressão ambiente, com circulação de ar, à temperatura de 50 a 80°C por cerca de 1 a 2h e posterior cura por no mínimo 7 dias a pressão e temperatura ambiente. Devido ao volume maior do dormente associado à característica higroscópica do gesso, foi necessário adaptar a estufa com dois exaustores laterais para retirar a umidade formada durante a reação de polimerização (reação que forma água como subproduto). A permanência da atmosfera saturada de água dentro da estufa, com o decorrer da reação de polimerização causa o equilíbrio reacional retardando ou mesmo impedindo a cura do material. Esse efeito não é observado em cargas que não possuam caráter higroscópico. Opcionalmente, a estufa pode ser substituída por manta térmica respeitando-se os parâmetros de temperatura e tempo. Em caso de substituição da estufa por manta térmica para emprego de cargas higroscópicas deve-se manter aberturas para a saída da umidade pelo mesmo efeito descrito anteriormente.

[0099] Processo de preparação do compósito moldado in loco: [00100] O compósito polimérico da presente invenção preferencialmente é preparado a partir do processo que compreende as seguintes etapas:

A. Secagem da areia e do gesso/ou gipsita;

C. Mistura de componentes secos sendo areia e pelo menos uma carga por cerca de 5 a 40 minutos, até ficar bem homogêneo, usando misturador mecânico convencional (tipo betoneira, ou misturador industrial) ou ainda mistura manual de pendendo da quantidade de compósito a ser produzida, à pressão e temperatura ambiente;

D. Transporte do material seco e misturado ao local de moldagem. O material deve ser mantido em acondicionado de forma a não absorver a umidade do ambiente, permanecendo seco, até a moldagem.

E. Paralelamente, em local distinto ou no mesmo local, preparo do xarope, o qual se compõem pela adição de pelo menos um aditivo, sendo pelo menos um agente de acoplamento ou um agente flexi- bilizante ou combinações destes em pelo menos uma resina para formar a mistura orgânica, também denominada xarope. Misturar por cerca de 10 a 30 segundos.

F. Transporte do xarope até o local de moldagem. O xarope possuí uma vida de prateleira mínima de 7 dias, podendo ser usado na moldagem dentro deste prazo sem qualquer alteração em suas propriedades.

G. No local e momento da moldagem, faz-se a adição do iniciador à mistura orgânica ou xarope e misturar por cerca 10 a 30 segundos, até se obter aspecto homogêneo, no local de moldagem.

H. Adição da mistura orgânica ou xarope ao misturador contendo a mistura dos agregados secos e subsequente mistura por um tempo de até 5 minutos, até apresentar aspecto homogêneo no local de moldagem.

I. Bombeamento, distribuição e nivelamento da mistura no local de moldagem.

J. Opcionalmente, a depender da estrutura a ser moldada, inserção do elemento de ancoragem, sendo preferencialmente feixe de fibras de vidro longas, longitudinalmente acomodado ao molde, podendo ser substituído por camadas de manta de fibra de vidro. Essa etapa é opcional dependendo da aplicação.

K. Passagem de rolo compressor para compactação do material, como no caso de pistas de rodagem. O número de passagens depende da espessura da estrutura, para pistas de rodagem de espessuras de até 3cm, uma única passagem é suficiente. Opcionalmente, a passagem do rolo compressor pode ser substituída pela vibração, se a estrutura a ser moldada apresentar espessuras superiores à 12cm. O processo de vibração é realizado usando vibrador interno na massa, por um período de 10 a 20 segundos em cada ponto vibrado. O número de pontos de vibração dependerá do tamanho da estrutura.

L. Pré-cura com manta térmica à pressão ambiente, com circulação de ar, a uma temperatura de 50 a 80°C por cerca de 60 a 180 minutos.

[00101] Devido à característica higroscópica do gesso, a moldagem in loco durante períodos chuvosos não é viável. Pela mesma razão a

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) moldagem in loco em ambientes extremamente úmidos não se torna possível. A moldagem deve ser realizada em ambientes secos e os materiais sólidos devem ser mantidos em recipientes fechados até o momento da moldagem, evitando-se que os mesmos adsorvam umidade do ar.

Primeiro exemplo de composição do compósito da presente invenção [00102] Segue abaixo, um exemplo de concretização do compósito polimérico da presente invenção:

0103] Na presente concretização, a resina pré-acelerada pode, opcionalmente, já conter um promotor de reação sendo preferencialmente 0,25% a 2,50% de naftenato de cobalto.

[00104] Na presente concretização, a quantidade de 1 % de iniciador permite um tempo de trabalho de aproximadamente 15 minutos. Caso esta quantidade seja reduzida, por exemplo, para 0,5%, o tempo de trabalho passa a ser de cerca de 29 minutos. Opcionalmente, pode ser utilizada uma concentração de iniciador entre 0,10% e 3,00% em massa com base na massa total do compósito.

[00105] Na presente concretização, o teor de cargas, selecionadas a partir de pelo menos uma dentre sílica granular ou microesferas, quartzo de alta e baixa pureza alumina, areia de fundição, areia fina ou ultrafina, calcário, talco, pó de brita, gesso, cal, dolomita, calcita, barita, bentonita in natura ou organofilica, caulinita in natura ou organofilica, metacauli- nita in natura ou organofilica, atapulgita in natura ou organofilica, mont- morinolita in natura ou organofilica, ilita in natura ou organofilica, anti- gorita in natura ou organofilica, anita in natura ou organofilica, sepiolita in natura ou organofilica, vermiculita in natura ou organofilica, magnetita porosa, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, mica, grafita, gipsita e gilsonita e/ou uma combinação destes, se refere a quantidade total de agregado quando acrescido ao teor de areia;

[00106] Na presente concretização, os agregados não devem exceder 1 % de umidade. Todas as cargas devem ser secas para garantir o controle de umidade. No caso do gesso, devido ao seu caráter altamente higroscópico, após a secagem deve ser mantido em recipiente fechado e o controle de umidade deve ficar abaixo de 0,6% de umidade, imediatamente antes do preparo do compósito.

Segundo exemplo de composição do compósito da presente invenção [00107] Em um exemplo de concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende:

0108] Na presente concretização, a resina pré-acelerada pode já conter um promotor de reação sendo preferencialmente 0,25% a 2,50% de naftenato de cobalto.

[00109] Na presente concretização, a quantidade de 0,10% - 3,00% de iniciador, por exemplo, permite um tempo de trabalho de aproximadamente 15 minutos. Caso essa quantidade seja reduzida, por exemplo, para 0,5%, o tempo de trabalho passa a ser de cerca de 29 minutos. Opcionalmente, pode ser utilizada uma concentração de iniciador entre 0,10% e 3,00% em massa com base na massa total do compósito.

[00110] Na presente concretização, o teor de cargas, selecionadas a partir de pelo menos uma dentre sílica, alumina, areia de fundição, areia fina ou ultrafina, calcário, talco, pó de brita, gesso, cal, dolomita, bento- nita, barita, atapulgita, sepiolita, vermiculita, magnetita porosa, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, mica, grafita, gipsita e gilsonita e/ou combinação entre estes, se refere a quantidade total de agregado quando acrescido ao teor de areia;

[00111] Na presente concretização, os agregados não devem exceder 1 % de umidade. Todas as cargas devem ser secas para garantir o controle de umidade. No caso do gesso, devido ao seu caráter altamente higroscópico, após a secagem deve ser mantido em recipiente fechado e o controle de umidade deve ficar abaixo de 0,6% de umidade, imediatamente antes do preparo do compósito.

[00112] A presente concretização compreende ainda fibra de carbono. A quantidade de fibra de carbono está compreendida entre 0,05% e 10%, ou preferencialmente, 0,1 % e 5%, ou mais preferencialmente, 0,2% e 1 % em massa, com base na massa total do compósito. Além disso, a fibra compreendida no compósito da presente concretização apresenta um comprimento da fibra entre 70% e 99%, preferencialmente, entre 85% e 95%, ou ainda mais preferencialmente, entre 88% e 92% do comprimento da peça. Opcionalmente, outros tipos de fibra mencionados no presente relatório poderão ser utilizados no lugar da fibra de carbono.

Terceiro exemplo de composição do compósito da presente invenção [00113] Em um exemplo de concretização, o compósito polimérico da presente invenção compreende:

- Uma quantidade de 38% a 96% em massa de areia.

- Uma quantidade de 3% a 33% em massa de carga, sendo que a carga é selecionada a partir de pelo menos uma dentre: gesso, gispsita, gilso- nita, calcita, dolomita ou uma combinação de gesso e gipsita.

Preferencialmente uma quantidade de 3% a 33% em massa de diciclo- pentadienode ou uma quantidade de 5% a 30% em massa neopentilgli- col. Alternativamente, uma quantidade de 3% a 33% em massa de uma combinação de diciclopentadienode e neopentilglicol, sendo o diciclo- pentadieno numa razão de 70-90% da mistura e o nepentilglicol 30-10% da mistura.

- Uma quantidade de 0,1 % a 1 ,5% em massa de agente de acoplamento ou aditivo compatibilizante de fases, sendo o agente de acoplamento preferencialmente o viniltrimetoxisilano,viniltrietoxisilano ou metacriltri- metoxisilano.

- Uma quantidade de 0,1 % a 1 ,5% em massa de agente flexibilizante ou aditivo flexibilizante, sendo o agente flexibilizante preferencialmente o ácido acrílico, ácido metacrílico, builmetilacrilato ou trietilenoglicolmeta- crilato.

- Opcionalmente, uma quantidade de 0,1 % a 1 ,5% em massa de iniciador, sendo o iniciador preferencialmente composto de peróxido de metil etil cetona, de média reatividade, dessensibilizado com dimetilftalato.

- Opcionalmente, uma quantidade de 0,25% a 2,5% em massa de promotor de reação, sendo o promotor de reação preferencialmente nafte- nato de cobalto ou octoato de cobalto.

[00114] A presente concretização compreende ainda fibra de carbono. A quantidade de fibra de carbono está compreendida entre 0,05% e 10%, ou preferencialmente, 0,1 % e 5%, ou mais preferencialmente, 0,2% e 1 % em massa, com base na massa total do compósito. Além disso, a fibra compreendida no compósito da presente concretização apresenta um comprimento da fibra entre 70% e 99%, preferencialmente, entre 85% e 95%, ou ainda mais preferencialmente, entre 88% e 92% do comprimento da peças. O emprego preferencial da fibra de carbono se deve a sua maior resistência mecânica, quando comparada à outras fibras, o que permite que uma quantidade menor de fibras seja empregada, compensando seu custo mais elevado. Outro efeito refere- se à melhores propriedades mecânicas observadas em testes preliminares. O emprego da fibra de carbono resultou em um material com resistência à tração superior, redução de trincas, e aumento da resistência ao impacto.

[00115] Os exemplos de concretização citados acima podem ser ajustados ou complementados com informações gerais sobre a invenção fornecidas no presente relatório, considerando componentes, concentrações, grandezas e demais detalhes técnicos. Eventuais ajustes de 1 %, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% e/ou 10% podem ser aplicados para ajustar as faixas de concentrações e grandezas mencionadas, obtendo ainda um resultado possivelmente similar ou ao descrito para a presente invenção ou pelo menos aceitável dependendo da aplicação. Os componentes descritos para o compósito polimérico da presente invenção também podem ser combinados de outras formas além das descritas nos exemplos acima para alcançar o resultado final desejado.

Testes

[00116] Propriedades Mecânicas do MaterialA determinação das resistências à compressão axial e à tração por compressão diametral foram realizadas em laboratório interno da Sileto conforme as Normas ABNT NBR 7680-1/2015 (ASTM C39) e ABNT NBR 7222:201 1 (ASTM C496 / C496M), em amostras de concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD). Os resultados mostraram um valor de resistência à compressão axial de (87,5 ± 1 ,4) MPa com 14 dias de cura e (95,5 ± 0,2) MPa com 21 dias de cura. Já a resistência à tração por compressão diametral encontradas foram de (9,88 ± 0,34) MPa com 14 dias de cura e (10,91 ± 0,35) MPa após 21 dias de cura. Em uma concretização tradicional de cimento Portland apresenta valores de cerca de 10 a 45 MPa de resistência à compressão axial e cerca de 2 a 7 MPa de resistência à tração por compressão diametral, dependendo da razão água / cimento usada. Sendo, portanto, a concretização preferida da presente invenção mais resistente tanto a compressão axial quanto a compressão diametral do que a concretização tradicional de cimento Portland.

[00117] A resistência à flexão a 4 pontos também foi avaliada internamente laboratório da Sileto conforme a Norma ABNT NBR 12142 - Concreto - Determinação da resistência à tração na flexão de corpos de prova prismáticos (ASTM C78), em amostra de concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD). Os resultados encontrados foram de 152 kN de força na ruptura (20,3 MPa) com 14 dias de cura do material e 173 kN de força na ruptura (23,1 MPa) após 21 dias de cura.

[00118] A determinação do desgaste por abrasão foi testada em laboratório certificado da Falcão Bauer (Centro Tecnológico de Controle de Qualidade) conforme as Normas ABNT NBR 9781-1/2013 - Peças de Concreto para a Pavimentação - Especificação e Métodos de Ensaio (ASTM C936 / C936M - 20), em amostras de concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD). Os resultados mostraram um valor de desgaste por abrasão de 19,0 mm, que segundo a norma ABNT NBR 9781 (ASTM C936 / C936M - 20) classifica o material como de alta resistência, pois encontra-se abaixo de 20,0mm de desgaste por abrasão.

[00119] A determinação da resistência à compressão e capacidade de absorção de água também foram realizadas em laboratório certificado da Falcão Bauer (Centro Tecnológico de Controle de Qualidade) conforme as Normas ABNT NBR 9781-1/2013 - Peças de Concreto para a Pavimentação - Especificação e Métodos de Ensaio (ASTM C936 / C936M - 20), em amostras de concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD). Os resultados de resistência a compressão dos pisos intertravados dessa concretização preferida foram de (105 ± 12) MPa, sendo classificado como pavimento de alta resistência pois apresenta resistência à compressão maior que 50 MPa. Com relação à capacidade de absorção de água, o piso intertravado obtido da concretização preferida apresentou um resultado médio de 1 ,2% e máximo de 2,1%, sendo aprovado pois o critério é capacidade de absorção média de 6,0% e máximo de 7,0%.

[00120] A avaliação da durabilidade sob pressão do material obtido em uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) foi realizada no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Internacional da Flórida. Essa avaliação foi realizada segundo metodologia e equipamento desenvolvido pela instituição no qual os corpos de prova são imersos em líquido que sofre pressão hidráulica e mantidos por um tempo determinado para se identificar a durabilidade dos mesmos a altas pressões, como em aplicações off shore. Os corpos de prova de uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) suportaram uma pressão de cerca 225Psi por 1204 segundos sem sofrer nenhum dano estrutural. Esse resultado é equivalente aos resultados obtidos para os concretos armados de ultra- alta resistência (UHPC).

[00121] O Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Internacional da Flórida também conduziu a resistência a compressão dos corpos de prova obtidos de uma concretização preferida resina diciclopentadieno (DCPD) antes e após a avaliação de durabilidade sob pressão. A resistência a compressão do material antes do teste foi de 11 .742 ksi e após ao teste foi de 11 .959 ksi, indicando que o material não sofreu danos hidráulicos durante o teste.

[00122] O CTL Group, localizado em Skokie - Illinois, realizou ensaios de resistência a abrasão, ciclos de congelamento e descongelamento, resistência a compressão e absorção de água. A resistência a abrasão foi de 0,03 polegadas para um máximo permitido de 0,118 polegadas, sendo o indicie de abrasão determinado em 0,01 para um indicie máximo permitido de 0,1 1 e um volume removido por abrasão de 0,06 cm³/cm² para um volume máximo removido por abrasão de 1 ,7 cm³/cm². A perda de massa determinada em 28 ciclos de congelamento e descongelamento foi de 2,7 g/m² para um máximo permitido de 225g/m² e em 49 ciclos de congelamento e descongelamento foi de 4,0 g/m² para um máximo permitido de 500g/m². A resistência a compressão para os corpos de prova de 6cm de altura foi de 16790 psi para um mínimo permitido pela norma de 8000psi e a absorção de água determinada foi de 0,9%em massa para um máximo permitido de 5% em massa.

[00123] Os ensaios referentes ao dormentes propriamente dito foram realizados no Laboratório de Acústica e Ensaios Dinâmicos e Estáticos (LAEDE/IEME), certificado pelo INMETRO para executar estes testes segundas normas AREMA (American Railway Engineering and Mainte- nance-of-way Association) e ABNT NBR 11709:2015 - Dormente de concreto - Projeto, materiais e componentes.

[00124] A compressão no apoio do trilho é obtida com aplicação de uma carga de 445 kN aplicada sobreo trilho apoiada numa chapa de 360mm x 200mm x 42 mm a uma taxa constante de 120kN/min. Segunda a norma AREMA: 2019 o deslocamento vertical elástico máximo permitido é de 6,3mm e o deslocamento vertical residual máximo, após 1 minuto de liberação da carga, é de 3,18mm. O dormente obtido com uma concretização preferida usando uma resina de diciclopentadieno (DCPD) da presente invenção, apresentou deslocamento vertical elástico de 1 ,13mm e deslocamento vertical residual de 0,38mm.

[00125] O arrancamento do insertos foi realizado aplicando-se uma carga axial de 53,4 kN em cada inserto, separadamente, sendo a carga mantida por 3 minutos, não sendo os insertos arrancados ou danificados, bem como não sendo observados quaisquer danos, fissuras ou trincas, em nenhum ponto do dormente, obtido com uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) da presente invenção.

[00126] O ensaio de torque nos insertos foi realizado aplicando-se um torque de 340 N.m sobre o eixo vertical de cada inserto separadamente e mantendo-se por 3 minutos, sendo observados por inspeção visual quaisquer danos, fissuras ou trincas, em nenhum ponto do dormente, obtido com uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) da presente invenção.

[00127] O ensaios de momentos positivos e negativos nos apoios e no centro foram realizados segundo as normas ABNT NBR 11709:2015 e AREMA:2019 usando cargas de 234,49 kN para o momento positivo nos apoios, 144,74 kN para o momento negativo nos apoios, 49,36 kN para o momento positivo no centro e 74,51 kN para o momento negativo no centro, não sendo observados quaisquer danos, fissuras ou trincas em nenhum ponto do dormente, obtido com uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) da presente invenção.

[00128] O ensaio de carregamento repetido no apoio, também denominado de ensaio de fadiga, foi realizado segundo a norma ABNT NBR 11709:2015 e a norma AREMA:2019, usando cargas de variantes na faixa de 23,45 kN a 257,94 kN, numa frequência de 4Hz totalizando 3 milhões de ciclos de carga e descarga, não sendo observados quaisquer danos, fissuras ou trincas em nenhum ponto do dormente, obtido com uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) da presente invenção.

[00129] Uma sobrecarga de 410,36 kN foi aplicado ao apoio do dormente a uma taxa de 50 kN / min e deixada por um período de 5 minutos sendo descarregada na sequência, segundo as normas NBR 11709:2015 e AREMA:2019 não sendo observados quaisquer danos, fissuras ou trincas em nenhum ponto do dormente, obtido com uma concretização preferida obtida com a resina diciclopentadieno (DCPD) da presente invenção. Em seguida, o apoio do dormente foi carregado novamente na mesma taxa até a ruptura, que ocorreu com uma carga de 642,60 kN.

Propriedades Químicas

[00130] O material obtido de uma concretização preferida foi avaliado em laboratório especializado na classificação de resíduos da Qualy Lab segundo metodologia e parâmetros de avaliação contidos na Norma ABNT NBR 10004 - Resíduos Sólidos - Classificação. O material era composto de pedaços do material após a cura, sendo avaliado o material propriamente dito, também chamado de massa bruta, o lixiviado do material, o solubilizado do mesmo. Todos os resultados ficaram abaixo dos limites dos parâmetros permitidos pela Norma ABNT NBR 10004, sem o resíduo classificado como Classe II B - Resíduo Não Perigoso Inerte.

[00131] Tendo sido descritos exemplos de concretização, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 . Compósito polimérico, caracterizado pelo fato de que compreende: areia; pelo menos uma carga; uma resina termofixa selecionada a partir de pelo menos uma dentre diciclopentadieno, neopentilglicol ou uma combinação destas; pelo menos dois aditivos, em que um dos aditivos é um aditivo compatibilizante de fases e o outro aditivo é um aditivo flexibilizante; e uma fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas.

2. Compósito polimérico, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a carga é selecionada a partir de pelo menos uma dentre: sílica granular ou microesferas, quartzo de alta e baixa pureza alumina, areia de fundição, areia fina ou ultrafina, calcário, talco, pó de brita, gesso, cal, dolomita, calcita, barita, bentonita in natura ou organofílica, caulinita in natura ou organofílica, metacaulinita in natura ou organofílica,, atapulgita in natura ou organofílica, montmorinolita in natura ou organofílica, ilita in natura ou organofílica, antigorita in natura ou organofílica, anita in natura ou organofílica, sepiolita, vermiculita, magnetita porosa, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, mica, grafita, gipsita, gilsonita ou uma combinação destas.

3. Compósito polimérico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o aditivo compatibilizante de fases é selecionado a partir de pelo menos um dentre: viniltrimetoxisilano, vinil- trietoxisilano, metacriltrimetoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano, diacrilato de cálcio, diacrilato de zinco ou uma combinação destes.

4. Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o aditivo fle- xibilizante é selecionado a partir de pelo menos um dentre: butilacrilato, butilmetilacrilato, metilmetacrilato, ácido acrílico, ácido metracrílico, ani- drido ftálico, anidrido maleico, dialilftalato, trietilenoglicolmetacrilato, etil- hexilmetacrilato ou uma combinação destes.

5. Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda borracha moída em uma quantidade de 0% a 30% em massa.

6. Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda mantas de fibra em camadas, sendo a fibra selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra metálica, fibra de vidro, fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas.

7. Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda telas e/ou armações em material metálico e/ou polimérico em camadas e/ou estruturas.

8. Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema promotor de reação, em que o sistema promotor de reação é naftenato de cobalto e está compreendido em uma quantidade de 0,25% a 2,5% em massa do compósito.

9. Compósito polimérico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema promotor de reação é associado a dimetilanilina, DMA, em uma quantidade de 0,025% a 0,10% em massa.

10. Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um iniciador em uma quantidade que varia de 0,05% a 6,00% em massa.

11 . Compósito polimérico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende: de 38% a 96% em massa de areia média; de 3% a 33% em massa de carga; de 3% a 33% em massa de diciclopentadieno e/ou de 5% a 30% em massa neopentilglicol; de 0,1 % a 1 ,5% em massa de aditivo compatibilizante de fases; de 0,1 % a 1 ,5% em massa de aditivo flexibilizante; e de 0,1% a 5%, em massa de fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica e/ou uma combinação destas.

12. Produto com compósito polimérico, caracterizado pelo fato de que compreende o compósito polimérico como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11 , em que a fibra compreendida no compósito apresenta um comprimento da fibra entre 70% e 99% do comprimento da peça.

13. Processo de preparação de compósito polimérico a seco, caracterizado pelo fato de que compreende: misturar areia e carga por um tempo de 5 minutos a 40 minutos para formar uma mistura de componentes secos; misturar pelo menos um aditivo compatibilizante de fases e pelo menos um aditivo flexibilizante com uma resina termofixa por um tempo de 10 segundos a 30 segundos para formar um xarope; transportar mistura seca e xarope ao local de moldagem, resguardando o tempo de estabilidade química do xarope de pelo menos 7 dias; misturar o xarope com a mistura de componentes secos por um tempo de até 5 minutos; vazar a mistura no molde ou distribuir e nivelar a mistura no local de moldagem de acordo com o produto final a ser obtido inserir, no material obtido, pelo menos um elemento de ancoragem compreendendo feixes de fibras, em que a fibra é selecionada a partir de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimé- rica ou uma combinação destas; realizar uma pré-cura do material obtido em estufa de pressão ambiente com circulação de ar ou com mantas térmicas, a uma temperatura de 50 a 80°C por um tempo de 60 minutos a 180 minutos; e realizar uma cura do material obtido por um tempo de pelo menos 7 dias à pressão ambiente e à temperatura ambiente.

14. Processo de preparação de compósito polimérico a seco, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de secar a areia e a carga antes destes componentes serem misturados.

15. Processo de preparação de compósito polimérico a seco, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de misturar um iniciador ao xarope por um tempo de 10 segundos a 30 segundos antes da etapa de misturar o xarope com a mistura de componentes secos.

16. Processo de preparação de compósito polimérico a seco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa prensar, com prensa ou rolo compressor, o material obtido por um tempo de 20 segundos a 60 segundos, ou alternativamente vibrar o material antes da etapa de realizar a pré-cura.

17. Processo de preparação de compósito polimérico a seco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que a estufa utilizada no processo compreende exaustores para retirada de umidade, mesma função dos orifícios de saída de umidade no uso alternativo das mantas térmicas.

18. Processo de preparação de um produto, caracterizado pelo fato de que compreende: preparar um compósito polimérico conforme o processo de preparação como definido em qualquer uma das reivindicações 13 a 17, e moldar o material em um molde de produto antes da etapa de inserir os elementos de ancoragem.

19. Processo de preparação de um produto, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de prensar é realizada com uma carga de 10 a 30 toneladas de força, alternativamente a etapa de prensar pode ser substituída pela etapa de vibrar, em pelo menos 5 posições diferentes do produto por pelo menos 10 segundos em cada posição.

20. Processo de preparação de um produto, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que os elementos de ancoragem compreendem camadas intermediárias de manta de pelo menos uma dentre: fibra de carbono, fibra metálica, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, fibra de grafite, fibra polimérica ou uma combinação destas, em que as fibras são longas longitudinais ao produto, sendo distribuídas em camadas ou agrupadas em feixes.

21. Processo de preparação de um produto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que a estufa utilizada no processo compreende pelo menos dois exaustores laterais para retirada de umidade, mesma função dos orifícios de saída de umidade no uso alternativo das mantas térmicas.

22. Processo de preparação de um produto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 21 , caracterizado pelo fato de que o produto é um dormente.