Desenvolvimento e caracterização física, química e mecânica de compósitos álcali-ativados têxteis reforçados com fibras de juta

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dc.contributor.advisorBorges, Paulo Henrique Ribeiro
dc.contributor.advisor-coSilva, Flávio de Andrade
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/6530532752645263
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5399317473703342
dc.contributor.authorAlcamand, Himad Ahmed
dc.contributor.referee1Paulo Henrique Ribeiro Borges
dc.contributor.referee2Flávio de Andrade Silva
dc.contributor.referee3Eduardo Henrique Martins Nunes
dc.contributor.referee4Augusto César da Silva Bezerra
dc.date.accessioned2023-06-06T13:15:00Z
dc.date.available2023-06-06T13:15:00Z
dc.date.issued2017-05-03
dc.description.abstractCimentos alcalinos ou materiais álcali-ativados (MAA) são materiais com propriedades aglomerantes obtidos pela mistura de fontes de alumina (Al2O3) e sílica (SiO2) com soluções alcalinas concentradas. Tais materiais apresentam alta resistência mecânica e durabilidade, comparados ao cimento Portland. Observa-se o estudo e o uso crescente de fibras naturais como reforço para a produção de compósitos cimentícios, melhorando o comportamento mecânico dessas matrizes frágeis após a fissuração. Verifica-se, na literatura, que o uso de fibras vegetais em MAA é incipiente e, por isso, escasso. Este trabalho busca o desenvolvimento e a caracterização mecânica, física e química de compósitos álcali-ativados têxteis reforçados com fibras de juta. A argamassa de referência (matriz) é formada por metacaulim (MC), principal aluminossilicato ativado, mas a matriz foi alterada a partir da substituição parcial por sílica ativa (SA) e por escória de alto forno (EAF), visando alterar a sua composição (relação SiO2 / Al2O3 = 3.0 e 3.9), e consequentemente as propriedades mecânicas e de durabilidade. Realizou-se o tratamento superficial das fibras de juta com polímero de estireno butadieno carboxilado (SBR), objetivando proteger a fibra do meio alcalino. As propriedades avaliadas foram resistência à compressão, coeficiente de capilaridade, constante de permeabilidade e a densidade. Produziram-se placas de argamassas e de compósitos reforçados com cinco camadas de tecido de juta sem e com tratamento, avaliando a resistência à flexão em três pontos. A durabilidade para as argamassas foi investigada por meio da exposição à solução de sulfato de magnésio (30, 90 e 180 dias de ataque) e para os compósitos utilizou-se o processo de envelhecimento acelerado (ciclos de molhagem e secagem). Os resultados em argamassas não reforçadas mostram que as argamassas produzidas com sílica ativa e escória de alto forno são suceptíveis ao ataque por sulfatos em relação à argamassa produzida apenas com metacaulim. Por sua vez, as alterações na composição da matriz e a introdução de fibras de juta melhoram significativamente o comportamento mecânico dos compósitos, sendo o melhor desempenho observado para aqueles compósitos confecionados com maior relação SiO2/Al2O3 (3,9), maiores teores de EAF (40%) e cujas fibras de juta não foram tratadas superficialmente com o polímero SBR.
dc.description.abstractotherThe investigation of natural fibers as reinforcement in cement-based composites has grown recently, as a mean to improve their post-cracking mechanical behavior. The studies of natural fibers in alkali-activated materials (AAM), however, is still scarce. The objective of this work is to develop and assess the mechanical and physical properties of alkali-activated textile composites reinforced with jute fibers. A reference matrix is composed of alkali-activated metakaolin (MK), but this matrix was altered by partially replacing MK with silica fume (SF) and by blast furnace slag (BFS) in order to alter its composition (SiO2 / Al2O3 ratio = 3.0 and 3.9), and consequently the mechanical properties and durability. Surface treatment of the jute fibers was carried out with a carboxylated styrene butadiene polymer (SBR), in order to protect the fiber from the alkaline medium. For plain matrices, the evaluated properties were compressive strength, capillary coefficient, oxygen permeability and density. Those unreinforced matrices were also subjected to magnesium sulfate attack (30, 90 and 180 days of attack) to assess their durability. Jute-reinforced composites were subjected to bending tests before and after accelerated wetting and drying cycles. The results show that matrices containing SF and BFS are more susceptible to sulphate attack. In contrary, changes in the composition of the matrix and the introduction of jute fibers significantly improved the mechanical behavior of the composites, with best performance observed for the composites with higher SiO2 / Al2O3 ratio (3.9), higher BFS content (40%), where fibers are not surface treated with the SBR polymer.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/221
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectMateriais compostos
dc.subjectFibras de celulose
dc.subjectReações alcalinas
dc.titleDesenvolvimento e caracterização física, química e mecânica de compósitos álcali-ativados têxteis reforçados com fibras de juta
dc.typeThesis
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