Resíduos lignocelulósicos como alternativa de reforço em compósitos cimentícios extrudados

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Faria, Douglas Lamounier
• Orientador(a): Guimarães Junior, José Benedito
• Banca de defesa: Tonoli, Gustavo Henrique Denzin, Scatolino, Mário Vanoli, Innocentini, Murilo Daniel de Mello, Protásio, Thiago de Paula
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais
• Departamento: Departamento de Ciências Florestais
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Fibrocimento - Propriedades físicas; Fibras vegetais; Carbonatação acelerada; Fibrocimento - Propriedades mecânicas; Extrusão; Fiber cement - Physical properties; Vegetable fibers; Accelerated carbonation; Fiber cement - Mechanical properties; Extrusion
• Área do conhecimento CNPq: Biomateriais e Materiais Biocompatíveis
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/55078

Os produtos de origem cimentícia são caracterizados por seu comportamento quebradiço e frágil. Por esta razão, a utilização de materiais de reforço auxilia na absorção de energia pelo compósito, propiciando maior resistência aos esforços de tração e deformação. O amianto e as fibras poliméricas são comumente usados para modificar a natureza frágil dos materiais à base de cimento, mas não representam uma solução ecológica, e o amianto causa doenças pulmonares. Meios alternativos são evidenciados pelo aumento das pesquisas avaliando os benefícios do uso de fibras vegetais. Contudo, o desafio principal é a compatibilidade entre a fibra e a matriz, devido à natureza hidrofílica da fibra, e, também, devido ao ambiente alcalino da matriz cimentícia, que degrada a fibra vegetal. Uma alternativa para contornar esse desafio é a carbonatação acelerada, que age reduzindo a alcalinidade da matriz cimentícia, propiciando um ambiente favorável para melhor adesão entre fibra e matriz. Desta forma, esta pesquisa teve como objetivo avaliar as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de fibrocimentos extrudados e compostos com fibras residuais da cultura do sorgo ou da seringueira, como alternativa de reforço e o aproveitamento correto desses materiais de descarte. A pesquisa consistiu em duas propostas de uso de fibras naturais. Na primeira proposta, compósitos utilizando fibras de sorgo foram produzidos pelo processo de extrusão. Na segunda proposta, a fim de se reduzir a influência dos extrativos na hidratação do cimento, as fibras de seringueira passaram por tratamento alcalino com hidróxido de sódio (NaOH) (10% m/v), além disso, a influência da cura dos compósitos por carbonatação acelerada foi avaliada. Ambos os tipos de compósitos permaneceram em processo de cura em ambiente saturado por 2 dias, após esse período, os compósitos produzidos com fibras de seringueira passaram por carbonatação acelerada por um período de 12 h, depois permanecerem em cura úmida até completar o período de 28 dias. O emprego de fibras lignocelulósicas como reforço em matriz cimentícia se mostrou viável, pois apresentou comportamento satisfatório no que diz respeito às propriedades físicas e mecânicas dos fibrocimentos produzidos. De forma geral, o compósito cimentício com melhor desempenho mecânico foi alcançado pela substituição de cimento por fibras de sorgo na porcentagem de 1%. Nos compósitos produzidos com fibras de seringueira, a carbonatação acelerada ocasionou a redução das propriedades mecânicas, com exceção da tenacidade, repercutindo na melhoria da absorção da energia mecânica dos compósitos. Assim, a produção de compósitos cimentícios utilizando resíduos lignocelulósicos agrega valor a esses resíduos, diminuindo a poluição ambiental causada pela queima ou descarte inadequado, bem como emprego dos princípios da economia circular.