Influência de tratamentos superficiais na absorção de água e na resistência à tração de fibras vegetais de Ureana lobata Linn

Autores

  • Andrielli Morais de Oliveira Universidade Federal de Goiás (UFG)
  • Ana Laura Berger de Oliveira Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
  • Jéssica Laina de Oliveira Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
  • Maria Gorett dos Santos Marques Universidade Federal do Amazonas
  • Raimundo V. Vasconcelos Universidade Federal do Amazonas

Palavras-chave:

Fibra vegetal, Malva, PVA, Acrílico Polímero

Resumo

A durabilidade e a resistência à tração de fibras em compósitos cimentícios são fundamentais para o desempenho do compósito ao longo do tempo. Assim, nesta pesquisa é objetivo apresentar os resultados da aplicação de tratamentos superficiais em fibras vegetais amazônicas de Malva (Ureana lobata Linn) na resistência à tração e na absorção de água dessas fibras. Os tratamentos consistiram em imersão das fibras em água quente (80°C) e saturação das fibras em polímeros de base PVA (poliacetato de vinila) e polímeros de base acrílica. Os resultados dos ensaios de absorção de água apresentaram impregnação e impermeabilização das fibras com notável redução de absorção de água após o tratamento. Fibras tratadas tiveram sua resistência à tração obtida e esses dados também foram relacionados à absorção de água após os tratamentos aplicados. A estabilidade térmica da fibra de Malva por termogravimetria também foi determinada. Por fim, resultados das fibras tratadas com água quente indicaram o melhor tratamento estudado por apresentarem alta resistência à tração, boa expectativa de durabilidade quando essas fibras forem inseridas em compósitos cimentícios pela redução da absorção de água após o tratamento e baixo custo econômico. O segundo melhor tratamento foi com polímero base PVA e com menor desempenho, o polímero de base acrílica.

Biografia do Autor

Andrielli Morais de Oliveira, Universidade Federal de Goiás (UFG)

É Doutora em engenharia civil com experiência em "Durabilidade de Materiais Compósitos Cimentícios e Comportamento Mecânico, incluindo fluência" pelo PEC/COPPE/UFRJ. Parte do doutorado em colaboração com a Universidade de TU Dresden em Dresden/Alemanha. Atua também em:-"Durabilidade e Desempenho do Concreto Armado com Adições Minerais e Fibras (com e sem partículas em escala nanoscópica e microscópica)-"Corrosão de Armaduras" e "Técnicas de Investigação e Monitoramento da Corrosão" - "Aplicação de Técnicas Microscópicas e Mesoscópicas para Análise de Materiais e Avaliação de seu Comportamento".- "Estanqueidade e Impermeabilização nas Construções com Interesse em Materiais, Testes, Sistemas Construtivos, Projeto e Controles de Produção "- "Manifestações Patológicas na Construção Civil "- "Aperfeiçoamento de Materiais existentes e Desenvolvimento de Novos Materiais - vieses de desempenho, durabilidade, sustentabilidade, inovação e tecnologia" e - "Norma de Desempenho ABNT NBR 15.575 - Temas de Durabilidade e Estanqueidade".Foi docente efetiva na UFPA/CAMTUC (2008-2017), FECIV/UFU (2017-2018) e, atualmente, é docente desde o ano de 2018 na EECA/ UFG e no PPG-GECON/EECA/UFG com interesse em estudos na grande área de "Durabilidade e Desempenho de Materiais, Componentes e Sistemas na Construção Civil".EECA- Escola de Engenharia Civil e Ambiental UFG - Universidade Federal de GoiásPPG-GECON - Programa de Pós-Graduação em Estruturas, Geotecnia e Construção Civil.

Ana Laura Berger de Oliveira, Universidade Federal de Uberlândia (UFU)

Possui Ensino Médio pelo Instituto Irmã Teresa Valsé Pantellini (2015). Graduanda de Engenharia Civil através da Universidade Federal de Uberlândia (UFU).

Maria Gorett dos Santos Marques, Universidade Federal do Amazonas

Doutora em Ciências de Engenharia Civil pela Universidade de São Paulo - USP (2015), Mestre em engenharia civil pela Universidade Federal do Amazonas (2009), graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Amazonas (1997) e graduada em Tecnologia Em Estradas e Topografia pelo Instituto de Tecnologia da Amazônia (1992). Atualmente, participa do grupo de tecnologia Núcleo de Materiais e Processos (NUTEC), com atuação em materiais não-convencionais na Universidade Federal do Amazonas (UFAM/FT). Possui publicações científicas em Congressos, bem como, tem desenvolvido pesquisas em materiais verdes com aplicação em compósitos cimentícios, as quais originaram um registro de patente. Participou da coordenação do 2nd Green Materials Meeting, sediado em Manaus-Am, em agosto de 2009. Possui experiências em magistério superior, além de várias atuações na construção civil em empresas privadas e órgãos públicos no setor da engenharia, como gestora em obras públicas, além, de possuir conhecimentos na elaboração de projetos, fiscalização, planejamento e orçamentos de obras e pavimentação. Participou em 2019 do Projeto de controle tecnológico de pavimentação de regiões do estado do Amazonas, na parceria Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e Secretaria de Infraestrutura do Amazonas (SEINFRA).

Raimundo V. Vasconcelos, Universidade Federal do Amazonas

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Amazonas (1988), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1998) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2003). Atualmente é professor da Universidade Federal do Amazonas e Líder do Grupo de Pesquisas em Materiais de Engenharia. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Estruturas e Materiais, atuando principalmente nos seguintes temas: concreto, construção civil, com ênfase na utilização de resíduos sólidos proveniente da indústria e da construção civil, redução e controle de vibrações, materiais verdes e sistemas construtivos.

Referências

ARDANUY, M.; CLARAMUNT, J.; TOLEDO FILHO, R. D. Cellulosic fiber reinforced cement-based composites: review of recent research. Construction and Building Materials, v. 79, p. 115-128, Mar. 2015.

AZZINI, A.; SALGADO, A. L. de B.; BENATTI JUNIOR, R.; COSTA, A. A. Caracterização tecnológica de espécies liberianas para o estabelecimento de métodos de análise quantitativa de fibras. Bragantia, Campinas, v. 52, n. 1, p. 27-32, 1993.

CASTOLDI, R. S.; SOUZA, L. M. S.; SILVA, F. A. Comparative study on the mechanical behavior and durability of polypropylene and sisal fiber reinforced concretes. Construction and Building Materials, v. 211, p. 617-628, 2019.

CORREIA, V. da C.; SANTOS, S. F.; TONOLI, G. H. D.; SAVASTANO JR, H. Characterization of vegetable fibers and their application in cementitious composites. In: HARRIES, K. A.; SHARMA, B. (ed.). Nonconventional and Vernacular Construction Materials: Characterization, Properties and Applications. 2. ed. United Kindgon: Woodhead Publishing, 2020. p. 141-167.

EL BANNA, W. R. Influência do resíduo de flotação de minério de cobre nas propriedades físicas e mecânicas de compósitos de matriz termofixa e fibras de bananeira (musa sapientum, musacae). 2017. Tese (Doutorado em Engenharia) – Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2017.

FERREIRA, S. R.; PEPE, M.; MARTINELLI, E.; SILVA, F. A.; TOLEDO FILHO, R. D. Inverse identification of the bond behavior for jute fibers in cementitious matrix. Composites Part B: Engineering, v. 95, n. 15, p. 440-452, 2016.

FERREIRA, S. R.; PEPE, M.; MARTINELLI, E.; SILVA, F. A; TOLEDO FILHO, R. D. Influence of natural fibers characteristics on the interface mechanics with cement-based matrices. Composites Part B: Engineering, v. 1401, p. 183-196, 2018.

FERREIRA, S. R.; SILVA, F. A.; LOPES LIMA, P. R.; TOLEDO FILHO, R. D. Effect of fiber treatments on the sisal fiber properties and fiber–matrix bond in cement based systems. Construction and Building Materials, v. 101, p. 730-740, 2015.

FERREIRA, S. R.; SILVA, F. A.; LOPES LIMA, P. R.; TOLEDO FILHO, R. D. Effect of hornification on the structure, tensile behavior and fiber matrix bond of sisal, jute and curauá fiber cement based composite systems. Construction and Building Materials, v. 139, p. 551-561, 2017.

FIDELIS, M. E. A. Desenvolvimento e caracterização mecânica de compósitos cimentícios têxteis reforçados com fibras de juta. 2014. Tese (Doutorado em Engenharia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.

FIDELIS, M. E. A.; TOLEDO FILHO, R. D., SILVA, F. A.; MOBASHER, B.; MÜLLER, S.; MECHTCHERINE, V. Interface characteristics of jute fiber systems in a cementitious matrix. Cement and Concrete Research, v. 116, p. 252-265, 2019.

FIDELIS, M. E. A; TOLEDO FILHO, R. D., SILVA, F. A.; MECHTCHERINE, V.; BUTLER, M.; HEMPEL, S. The effect of accelerated aging on the interface of jute textile reinforced concrete. Cement and Concrete Composites, v. 74, p. 7-15, 2016.

JAYARAMAN, K. Manufacturing sisal–polypropylene composites with minimum fibre degradation. Composites Science and Technology, v. 63, p. 367-374, 2003.

MARGEM, J. I.. Estudo das características estruturais e propriedades de compósitos poliméricos reforçados com fibras de malva. 2013. Tese (Doutorado em Engenharia) – Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 2013.

MARQUES, M. G. S. Estudos das propriedades físicas e mecânicas e da durabilidade de compósitos cimentícios reforçados com fibra amazônica. 2015. 243f. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015.

MARTINS NETO, S. F. Material compósito de matriz frágil reforçado com fibras naturais de sisal e malva: caracterização e correlações das propriedades mecânicas. 2010. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal do Pará, Belém, 2010.

MERCEDES, L.; GIL, L.; BERNAT-MASO, E. Mechanical performance of vegetal fabric reinforced cementitious matrix (FRCM) composites. Construction and Building Materials, v. 175, p. 161-173, 2018.

MOHAN, D.; PITTMAN JUNIOR, C.; TEELE, P. H. Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: a critical review. Energy Fuels, v. 20, n. 3, p. 848-889, 2006.

MOTTA, L. A. C.; JOHN, V. M.; AGOPYAN, V. Thermo-mechanical treatment to improve properties of sisal fibers for composites. Materials Science Forum, v. 636-637, p. 253-259, 2010.

OLIVEIRA, A. M. Fluência a altas temperaturas, aderência fibra-matriz e comportamento mecânico sob ações higrotérmicas de compósitos cimentícios reforçados com fibras de pva. 2015. Tese (Doutorado em Engenharia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.

ONUAGULUCHI, O.; BANTHIA, N. Plant-based Natural Fiber Reinforced Cement Composites: a Review. Journal of Cement and Concrete Composites, v. 68, p. 96-108, 2016.

SAVASTANO JUNIOR, H.; PIMENTEL, L. L. Viabilidade do aproveitamento de resíduos de fibras vegetais para fins de obtenção de material de construção. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 4, n. 1, p. 103-110, 2000.

SOUZA, L. O.; SOUZA, L. M. S.; SILVA, F. A. Mechanical autogenous recovery and crack sealing of natural curauá textile reinforced concrete. Construction and Building Materials, v. 235, p. 117476, 2020.

TRINDADE, A. C. C.; BORGES, P. H., SILVA, F. A. Mechanical behavior of strain-hardening geopolymer composites reinforced with natural and PVA fibers. Materials Today: Proceedings, v. 8, part 3, p. 753-759, 2019.

WEI, L.; MEYER, C. Degradation Mechanisms of Natural Fiber in the Matrix of Cement Composites. Cement and Concrete Research, v. 73, p. 1-16, 2015.

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Publicado

30.06.2020

Como Citar

Morais de Oliveira, A., Laura Berger de Oliveira, A., Laina de Oliveira, J., Gorett dos Santos Marques, M., & V. Vasconcelos, R. (2020). Influência de tratamentos superficiais na absorção de água e na resistência à tração de fibras vegetais de Ureana lobata Linn. Revista Tecnia, 5(1), 117–133. Recuperado de https://periodicos.ifg.edu.br/tecnia/article/view/983

Edição

v. 5 n. 1 (2020): Revista Tecnia

Seção

Ciências Exatas e da Terra

Licença

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