Fibrocimentos híbridos reforçados com sisal quimicamente tratado e nanoargila

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Silveira, Thamires Alves da
• Orientador(a): Delucis, Rafael de Avila
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fibras vegetais; Compósitos cimentícios; Álcool furfurílico; Bentonita; Propriedades mecânicas; Sisal fiber; Fiber cement; Furfuryl alcohol; Nanoclay; Mechanical properties
• Área do conhecimento CNPq: ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14804

A adição de fibras naturais em compósitos cimentícios pode melhorar algumas propriedades mecânicas, tais como a resistência à tração na flexão, a tenacidade e a tenacidade à fratura. Entretanto, essas fibras podem sofrer mecanismo de hidrólise devido ao meio altamente alcalino do cimento, o que pode requerer um tratamento de selamento da fibra ou a adição de uma pozolana para reduzir o pH do cimento em hidratação. Com o intuito de mitigar os efeitos negativos ocasionados pela matriz cimentícia e potencializar a função de reforço das fibras vegetais, usando ambas as estratégias citadas de modo sinérgico, o objetivo principal do presente estudo foi avaliar o desempenho mecânico de compósitos cimentícios incorporados com nanoargila, reforçados com fibras de sisal quimicamente tratadas e com substituição parcial do cimento por calcário. As fibras foram tratadas com poli-álcool furfurílico (AF) em percentual de 50% e foram introduzidas em uma pasta de cimento (relação água/cimento de 0,4) em uma quantidade de 2% em relação à massa de cimento. A nanoargila foi adicionada em percentuais de 1% e 5%. As fibras foram estudadas por microscopia ótica, composição química (análises químicas via-úmida), espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e análise termogravimétrica (TGA). Os compósitos estudados foram submetidos a ensaios no estado plástico (quanto a sua reologia e afinidade com água) e no estado endurecido (quanto a propriedades físicas e mecânicas). As características mecânicas avaliadas foram resistência à tração na flexão, resistência à compressão e tenacidade à fratura e os resultados apontaram para uma boa compatibilidade entre o AF, as fibras e a nanoargila. Nos ensaios das pastas em estado fresco, as estratégias testadas (tratamento da fibra e adição de pozolana) mitigaram os efeitos negativos referentes a sua adição em matrizes cimentícias, melhorando a trabalhabilidade. No estado endurecido, a adição combinada de nanoargila e AF manteve valores de porosidade e absorção de água das pastas, exceto para os compósitos com 1% de nanoargila (NC1) e 50% de álcool (FA50), que obtiveram aumentos (13% e 33% para porosidade e 23% e 25% para a absorção de água, respectivamente). Em termos de densidade, os compósitos obtiveram valores levemente reduzidos (4%). A sinergia das ações das fibras tratadas e da nanaorgila resultou em aumento de resistência à flexão (12-19%), em relação ao obtido no compósito controle, bem como redução do comportamento frágil (observado pelo comportamento das curvas). Nas propriedades de tenacidade e módulo de elasticidade a combinação de AF e nanoargila apresentou aumento (8% e 97%) na tenacidade dos compósitos com 1% de nanoargila e 50% de álcool (NC1FA50) e com 5% de nanoargila e 50% de álcool (NC5FA50), respectivamente, enquanto, em relação ao módulo de elasticidade, obteve-se aumento de 158% e redução de 10%, em relação aos compósitos supracitados. No ensaio de tenacidade à fratura também foi evidente a melhoria da resistência, principalmente nos compósitos com adição combinada de AF e nanoargila.