Influência de tratamentos superficiais na absorção de água e na resistência à tração de fibras vegetais de Ureana lobata Linn
Keywords:
Fibra vegetal, Malva, PVA, Acrílico PolímeroAbstract
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.
References
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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