Desenvolvimento e caracterização de compósito cimentício híbrido reforçado com fibras curtas de malva e resíduos madeireiro
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Orientador(es)
Coorientador(es)
Melo Filho, João de Almeida
Membros da banca
Andrade, Jean Carlos Silva Andrade
Marques, Maria Gorett dos Santos
Marques, Maria Gorett dos Santos
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Universidade Federal do Amazonas
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Resumo
A presente pesquisa apresenta o desenvolvimento e caracterização de compósitos
cimentícios hibrido reforçados com fibras de malva e resíduos da indústria madeireira. Para
aumentar a durabilidade destes matérias foi utilizado uma matriz livre de hidróxido de cálcio,
por meio da substituição parcial do cimento Portland por 40% de Metacaulinita industrial
(MK), foi adicionado à mistura 15% de aditivo acelerador de pega (sobre o peso do cimento),
com intuito de combater o retardamento e/ou inibição do tempo de endurecimento do cimento,
ocasionado pela quantidade de polissacarídeos presentes na madeira. Foi utilizado fibras curtas
de malva de 50 mm dispostas aleatoriamente no compósito, 4% em volume de fibras, e resíduos
de madeira, com teor de 10%, dispersos aleatoriamente no compósito, cuja determinação foi
realizada através de estudo prévio. Os compósitos foram caracterizados físico e mecanicamente,
após envelhecimento natural de 236 dias, por meio dos ensaios de flexão em 4 pontos,
permeabilidade dos compósitos, densidade aparente e resistência a propagação do fogo, com a
caracterização desses compósitos após a incineração através do ensaio de flexão em 4 pontos.
Já as fibras foram caracterizadas pela microscopia eletrônica de varredura e os resíduos de
madeira foram caracterizados quimicamente para determinar a quantidade dos constituintes
químicos de lignina, celulose, hemicelulose e material inorgânico. Os compósitos com
tratamento (M1FM) apresentaram menor permeabilidade que os compósitos sem tratamento
(M0FM), cerca de 15,39% mais permeáveis. Os resultados de flexão em 4 pontos indicaram
que a substituição parcial do cimento por MK influenciou na capacidade de resistência quando
fissurado, visto que os compósitos M1FM apresentaram zona de fissuração (figuras 40 e 41) e
os compósitos M0FM demostram no comportamento gráfico apenas a zona elástica. Os
compósitos com adição de MK apresentaram resultados de resistência a tenacidade superiores
de 18 MPa. Os resultados do teste de resistência ao fogo indicaram que os compósitos não
propagaram chamas instantaneamente, porém, houve perda de 74,23% na resistência do
material lignocelulósico, observada através do ensaio de flexão em 4 pontos.
Abstract
This research presents the development and characterization of hybrid cementitious
composites reinforced with mallow fibers and wood industry residues. To increase the
durability of these materials, a matrix free of calcium hydroxide was used, through the partial
replacement of Portland cement by 40% of industrial metakaolinite (MK), 15% of setting
accelerator additive was added to the mixture (on the weight of the cement), in order to combat the delay and/or inhibition of the cement hardening time, caused by the amount of
polysaccharides present in the wood. Short mallow fibers of 50 mm were used, randomly placed in the composite, 4% in fiber volume, and wood residues, with a 10% content, randomly dispersed in the composite, whose determination was carried out through a previous study. The composites were physically and mechanically characterized, after natural aging of 236 days, by means of 4 point bending tests, permeability of the composites, bulk density and fire propagation resistance, with the characterization of these composites after incineration through the test of 4 point bending. Fibers were characterized by scanning electron microscopy and wood residues were chemically characterized to determine the amount of chemical constituents of lignin, cellulose, hemicellulose and inorganic material. Composites with treatment (M1FM) had lower permeability than composites without treatment (M0FM), about 15.39% more permeable. The results of bending at 4 points indicated that the partial replacement of cement by MK influenced the resistance capacity when cracked, as the composites M1FM showed a cracking zone (figures 40 and 41) and the composites M0FM showed only the zone in the graphic behavior elastic. The composites with the addition of MK showed toughness resistance results higher than 18 MPa. The fire resistance test results indicated that the composites did not propagate flames instantly, however, there was a loss of 74.23% in the resistance of the lignocellulosic material, observed through the 4 point bending test.
Descrição
Palavras-chave
Termo controlado
Malva - Amazonas; Industria madeireira; Fibras; Residuos de madeira
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Citação
GALVÃO, Jaíne Késsia Lira. Desenvolvimento e caracterização de compósito cimentício híbrido reforçado com fibras curtas de malva e resíduos madeireiro. 2021. 107 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2021.
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