Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22804
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Geopolímero à base de metacaulim com adição de fibras de sisal
Alternate title (s): Metakaolin-based geopolymer with addition of sisal fiber
Author: Alves, Lorayne Cristina da Silva
First Advisor: Motta, Leila Aparecida de Castro
First member of the Committee: Gomes, Carlos Eduardo Marmorato
Second member of the Committee: Ferreira, Rondinele Alberto dos Reis
Summary: No contexto atual, o geopolímero aparece como uma alternativa ecologicamente viável se comparado ao cimento Portland, devido às menores taxas de emissão de CO2, sendo este primeiro definido como um material ligante cujo processo de endurecimento acontece em meio alcalino. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar pastas geopoliméricas reforçadas com fibras longas de sisal por meio de parâmetros como resistência à flexão e tenacidade. Neste trabalho, o metacaulim foi utilizado como material fonte de aluminossilicato ademais de uma combinação de silicato de sódio e hidróxido de sódio como solução ativadora. O comportamento frágil quando submetido à flexão foi aprimorado com a incorporação de fibras longas de sisal. Neste estudo, as variáveis estudadas foram a porcentagem das fibras no compósito, a relação entre a quantidade de ativador e material base e o tempo de cura. O modelo estatístico de planejamento composto central foi empregado com o intuito de otimizar os resultados obtidos. Posteriormente, análises de difração de raio-X e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para análise da microestrutura do compósito final. Valores otimizados de módulo de ruptura iguais a 9,20 MPa foram encontrados para aproximadamente 2 dias de cura, na qual a relação ativador/metacaulim consiste em 0,59 e a porcentagem de fibra em 4,34%, em volume. Ademais, valores de módulo de elasticidade de 3,19 GPa são obtidos com o uso de 5,15%, em volume, de fibra de sisal, uma relação ativador/metacaulim de 0,41 e aproximadamente 7 dias de cura. Por fim, a otimização dos resultados de tenacidade acontece com o emprego de 5,19 % de fibra, em volume, um tempo de cura de 7 dias e uma proporção entre ativador e aglomerante de 0,55, alcançando resultado de 2,09 kJ/m2. Conclui-se, portanto, que a adição de fibras longas de sisal aumenta o módulo de ruptura, o módulo de elasticidade e a tenacidade da matriz geopolimérica.
Abstract: In the present context, geopolymer appears as an ecologically viable alternative compared to Portland cement, due to lower CO2 emissions rate, which, the first mentioned is defined as a binder material whose hardening process takes place in alkaline medium. The objective of this work was to produce and characterize geopolymer paste reinforced with long sisal fibers by means of parameters such as flexural strength and toughness . In this work, metakaolin was used as an aluminosilicate source material in addition to a combination of sodium silicate and sodium hydroxide as the activator solution. The brittle behavior, when submitted to flexion, was improved with the incorporation of elongated sisal fibers. In this study, the variables studied were the percentage of fibers in the composite, the ratio between the amount of activator and base material and the cure time. The statistical model of central composite planning was used in order to optimize the results obtained. Subsequently, X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyzes were used to analyze the microstructure of the final composite. Optimized values of modulus of rupture equal to 9.20 MPa are found for approximately 2 days of cure in which the activator / metakaolin ratio is 0.59 and the percentage of fiber is 4.34%, by volume. In addition, modulus values of 3.19 GPa are obtained using 5.15% by volume of sisal fiber, an activator / metakaolin ratio of 0.41 and approximately 7 days cure. Finally, the optimization of the tenacity results happens with the use of 5.19% of fiber, in volume, a cure time of 7 days and a ratio between activator and binder of 0.55, reaching a result of 2.09 kJ/m2. It is concluded, therefore, that the addition of long sisal fibers increases the modulus of rupture, the modulus of elasticity and the toughness of the geopolymer matrix.
Keywords: Módulo de ruptura
Resistência à flexão
Fibras naturais
Tenacidade
Módulo de elasticidade
Superfície de resposta
Análise canônica
Modulus of rupture
Flexural strength
Natural fibers
Tenacity
Modulus of elasticity
Response surface
Canonical analysis
Engenharia civil
Compósitos poliméricos
Fibras
Sisal
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: ALVES, Lorayne Cristina da Silva. Geopolímero à base de metacaulim com adição de fibras de sisal. 2018. 119 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1233
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1233
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22804
Date of defense: 31-Jul-2018
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