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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Tratamento termomecânico e higro-termomecânico de fibra de bucha vegetal para aplicação em compósitos com matriz cimentícia
Alternate title (s): Thermomechanical and thermos-hygromechanical treatment of Luffa Cylindrica fiber to cementitious composites
Author: Cristiane Pires
First Advisor: Motta, Leila Aparecida de Castro
First member of the Committee: Savastano Junior, Holmer
Second member of the Committee: Oliveira, Andrielli Morais de
Summary: A presente pesquisa investiga o tratamento termomecânico e higro-termomecânico em fibras de bucha vegetal, Luffa Cylindrica, para aplicação em compósitos com matriz cimentícia, avaliando as propriedades mecânicas, físicas e a durabilidade dos compósitos. Os tratamentos consistem na prensagem a quente das fibras na condição seca (termomecânico) ou na condição saturada (higro-termomecânico) e visam melhorar as propriedades das fibras com redução da porosidade e aumento do módulo de elasticidade. Foram realizados os tratamentos termomecânico e higro-termomecânico nas temperaturas ambiente, 120°C, 160°C e 200°C. As fibras, após o tratamento, apresentaram maior módulo de elasticidade e menor absorção de umidade. Destacaram-se as fibras prensadas saturadas a temperatura de 160°C, pois apresentaram ausência do efeito de memória e acréscimo de 95% no módulo de elasticidade em relação à fibra prensada em temperatura ambiente. Porém, as mesmas apresentaram superfície muito lisa que prejudicou a aderência com a matriz. Para avaliar o desempenho em matriz alcalina, foram confeccionados compósitos cimentícios com reforço de fibras submetidas ao tratamento termomecânico em temperatura de 160°C e fibras de referência, prensadas em temperatura ambiente. Para reduzir a alcalinidade da matriz foram testados diferentes teores de substituição de cimento por pozolana. Os resultados indicaram como teores ideais de substituições de 20% de cimento por resíduo de lapidação de vidro e de 40% por resíduo de telha cerâmica. Os resultados mostraram que as fibras prensadas com temperatura de 160°C apresentaram boa compatibilidade com a matriz, comprovada pelo acréscimo de até 70% na resistência à flexão e de até 80% na tenacidade dos compósitos ao comparar com as amostras com reforço de fibras de referência. Por meio das análises dos difratogramas de Raio-X comprovou-se que substituição de parte da massa do cimento por pozolana reduziu a alcalinidade da matriz, tornando a menos prejudicial à fibra.
Abstract: This research investigates the thermomechanical and thermo-hygromechanical treatments of Luffa Cylindrica for reinforcement of the cementitious matrix, evaluating mechanical and physical properties and the durability of the composites. The treatments consist of hot pressing of fibers in dry condition (thermomechanical) or saturated condition (hygro- thermomechanical) and aim to improve the properties of the fibers reducing porosity and increasing mechanical properties. The fibers were pressed at room temperature, 120°C, 160°C and 200°C. After treatment, the fibers modulus of elasticity has improved and their moisture absorption has decreased. The saturated fibers pressed at temperature of 160 °C have presented no shape memory and their modulus of elasticity has increased 95% in relation to the fiber pressed at room temperature. However, the treated fiber surface became without roughness and impaired adherence with the matrix. To evaluate the performance in alkaline matrix, fiber reinforced cementitious composites were prepared of Luffa Cylindrica submitted to thermomechanical treatment at temperature of 160°C and reference fibers, pressed at room temperature. To reduce the alkalinity of the matrix, part of the cement was replaced by pozzolan. After previous studies of ideal contents, it was replaced 20% of cement by glass powder waste and 40% by tile ceramic waste. The results showed that the fibers pressed at 160°C exhibited good compatibility with the matrix, proven by increase of up to 70% on flexural strength and up to 80% on toughness of composites when comparing with reference samples. The analysis of X-ray diffractograms has shown that the replacement part of cement matrix by pozzolan reduced alkalinity, making less harmful to the fiber.
Keywords: Engenharia civil
Fibrocimento
Fibras vegetais
Recursos naturais renováveis
Tratamento termomecânico
Compósitos cimentícios
Fibra vegetal
Bucha vegetal
Luffa cylindrica
Fibrocimento
Pozolana
Treatment thermo-mechanical
Cementitious composites
Sponge gourd fiber
Luffa cylindrica
Fibercement
Pozzolan
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: PIRES, Cristiane. Tratamento termomecânico e higro-termomecânico de fibras de bucha vegetal para aplicação em compósitos cimentícios. 2017. 132 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: .
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20695
Date of defense: 25-Aug-2017
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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