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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Estudo da modificação superficial de fibras de sisal com ligninas, e sua utilização em matrizes cimentícias.
Alternate title (s): Study of the superficial modification of sisal fibers with lignin, and its use as a reinforcement agent in cementitious composites
Author: Mundim, Plínio Borges
First Advisor: Psaquini, Daniel
First coorientator: Motta, Leila Aparecida de Castro
First member of the Committee: Morais, Luís Carlos de
Second member of the Committee: Costa, Eliane Betânia Carvalho
Summary: O objetivo deste trabalho é avaliar diferentes tratamentos de fibras vegetais de sisal para utilização em compósitos de matriz cimentícia. Os tratamentos consistem em impregnar superficialmente fibras de sisal (S) com lignina organossolve (LO), lignina organossolve + glutaraldeído (LOG), lignina kraft (LK) e lignina kraft + glutaraldeído (LKG), visando redução da porosidade e aumento ou manutenção nas propriedades mecânicas das fibras. Após o tratamento, as fibras apresentaram redução significativa da absorção de água e não obtiveram mudanças significativas nas propriedades mecânicas se comparadas com a fibra natural (SNAT). Por microscopia eletrônica de varredura verificou-se que as fibras SLOG, SLO, SLKG e SLK apresentaram aspecto rugoso, com lignina depositada na superfície das fibras, evidenciando que o tratamento com impregnação a princípio, ocorreu. Por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier pela técnica de reflexão total atenuada verificou-se também a impregnação de lignina nas fibras SLOG, SLO, SLKG e SLK. Por análise termogravimétrica observou-se que o tratamento por impregnação retardou a degradação térmica das fibras tratadas se comparado com as fibras sem tratamento. Para avaliar o desempenho da mistura em cimento, foram confeccionadas Placas Cimentícias (PC) com fibras tratadas (PC-SLOG, PC-SLO, PC-SLKG e PC-SLK) e sem tratamento (PC-SNAT). Com exceção das PC-SNAT, todas as placas não apresentaram estatisticamente diferenças nos índices de absorção e porosidade. Analisando as propriedades mecânicas as PC-SNAT apresentaram acréscimo significativo no módulo de ruptura, módulo de elasticidade e tenacidade dos 28 para os 180 dias, provavelmente devido ao processo de carbonatação da matriz. As PC-SLK apresentaram acréscimo significativo no módulo de elasticidade dos 28 para os 180 dias e as PC-SLO apresentaram acréscimo significativo na tenacidade dos 28 para os 180 dias. Por microscopia eletrônica de varredura feita aos 180 dias observou-se que a seção das fibras imersas nas placas cimentícias não apresentou degradação, indicando que a impregnação de lignina agiu como agente protetor das fibras. Independentemente do tipo de lignina utilizada na impregnação, concluiu-se que a presença de glutaraldeído é dispensável para o tratamento.
Abstract: The objective of this work is to evaluate different treatments of sisal vegetable fibers for use in cementitious matrix composites. The treatments consist of impregnating superficially fibers of sisal (S) with lignin organossolv (LO), lignin organossolv + glutaraldehyde (LOG), lignin kraft (LK) and lignin kraft + glutaraldehyde (LKG), aiming to reduce the porosity and increase or maintenance in the mechanical properties of the fibers. After treatment, the fibers presented a significant reduction of the absorption of water and did not obtain significant changes in the mechanical properties when compared with the natural fiber (SNAT). By scanning electron microscopy, SLOG, SLO, SLKG and SLK presented a rough appearance, with lignin deposited on the surface of the fibers, evidencing that the treatment with impregnation at the beginning occurred. By Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflection technique also verified the impregnation of lignin in the fibers SLOG, SLO, SLKG and SLK. By thermogravimetric analysis, it observed that the impregnation treatment delayed the thermal degradation of the treated fibers when compared to the untreated fibers. To evaluate the performance in the cement mixture Cement Plates (CP) with fibers treated (CP-SLOG, CP-SLO, CP-SLKG and CP-SLK) and without treatment (CP-SNAT) were made. With the exception of CP-SNAT, all plates did not statistically show differences in absorption and porosity indexes. Analyzing the mechanical properties, the CP-SNAT showed a significant increase in the rupture module, elasticity module and toughness from 28 to 180 days, probably due to the process of carbonation of the matrix. CP-SLK showed a significant increase in the modulus of elasticity from 28 to 180 days and CP-SLO presented a significant increase in the toughness from 28 to 180 days. By scanning electron microscopy done at 180 days, it observed that the section of the fibers immersed in the cementitious plates showed no degradation, indicating that the impregnation of lignin acted as protective agent of the fibers. Regardless of the type of lignin used in the impregnation, it concluded that the presence of glutaraldehyde is dispensable for treatment.
Keywords: Materiais compósitos
Fibras vegetais
Lignina
Composites materials
Vegetable fibers
Lignin
Engenharia civil
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: MUNDIM, Plínio Borges. Estudo da modificação superficial de fibras de sisal com ligninas, e sua utilização em matrizes cimentícias. 2019. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di. 2019.2058
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2058
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26273
Date of defense: 29-Apr-2019
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