dissertação
Propriedades físico-mecânicas de fibrocimento reforçado com fibras de eucalipto tratadas termicamente
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extensão
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito de diferentes níveis de reforço com fibras de eucalipto nas propriedades físico-mecânicas de fibrocimentos, bem como, o efeito de um pré-tratamento térmico das fibras nas propriedades físico-mecânicas dos fibrocimentos, ambos produzidos pelo processo de extrusão. Para a produção dos fibrocimentos foram utilizados cimento Portland CPV-ARI, calcário agrícola, fibras de Eucalyptus spp., Hidroxipropelmetilcelulose (HPMC) e poliéter carboxílico (ADVA). Os tratamentos foram divididos em duas fases, sendo que a primeira fase consistiu em se avaliar diferentes níveis de reforço com fibras (0; 1; 2; 3; 4 e 5%) em substituição ao cimento (68 a 63%), na segunda fase foi avaliado diferentes temperaturas (0; 140; 170; 200 e 230 °C) de tratamento térmico das fibras de eucalipto, foi utilizado 3% de reforço com fibras (definido após análise dos resultados da primeira fase) e 65% de cimento. Para ambas as fases deste trabalho foram adicionadas a mistura 30% de calcário, 1% de HPMC e 1% de ADVA. A relação água:cimento foi de aproximadamente 0,40. Os corpos de prova (10 repetições por tratamento) foram confeccionados pelo processo de extrusão. Na primeira fase houve diferença significativa para as propriedades absorção de água (AA), porosidade aparente (PA) e Energia específica, onde os fibrocimentos com 4 e 5% de fibras obtiveram os maiores valores, também foram observadas diferenças significativas para as propriedades densidade aparente (DA), módulo de ruptura (MOR), módulo de elasticidade (MOE) e limite de proporcionalidade (LOP), onde os fibrocimentos com 4 e 5% obtiveram os menores valores. Na segunda fase deste trabalho foram observadas diferenças significativas apenas para as propriedades PA e DA, onde os fibrocimentos reforçados com fibras tratadas com 200 e 230°C obtiveram os maiores valores. No geral, o uso de fibras de eucalipto como reforço em fibrocimentos se mostrou viável nos diferentes níveis de reforço avaliados. Os tratamentos térmicos modificaram a composição química da fibra influenciando nas propriedades PA e DA, porem se deve ressaltar a necessidade de avaliar o efeito destes tratamentos na durabilidade dos fibrocimentos, quesito este fundamental para viabilizar o uso de novos materiais reforçantes.
Abstract
The objective of this study was to evaluate the effect of different reinforcement levels of eucalyptus fibers in the physical-mechanical properties of fiber cements, as well as the effect of a thermal pretreatment of the fibers in the physical-mechanical properties of the fiber cements, both produced by extrusion process. For the production of fiber cements were used CPV-ARI Portland cement, agricultural lime, fibers Eucalyptus spp., Hidroxipropelmetilcellulose (HPMC) and carboxylic polyether (ADVA). The treatments were divided into two stages, the first stage was to evaluate different reinforcement levels with fibers (0, 1, 2, 3, 4 and 5%) to replace the cement (68 to 63%) in the second phase was rated different temperatures (0; 140; 170; 200 and 230 ° C) heat treatment of the eucalyptus fibers was used 3% reinforcing fiber (set after analysis of the results of phase) and 65% cement. For both phases of this work were added to 30% mixture of lime, and 1% HPMC 1% ADVA. The relative water: cement ratio was approximately 0.40. The samples (10 replicates per treatment) were prepared by the extrusion process. In the first phase there was a significant difference for the water absorption properties (WA), porosity void (PV) and specific energy, where the fiber cements with 4 to 5% fibers had the highest values were also no significant differences in the properties of apparent density (AD), modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE) and the limit of proportionality (LOP), where the fiber cements 4 and 5% were smaller values. In the second phase of this study were significant differences only for the PV and AD properties where the fiber cements reinforced with fibers treated with 200 and 230 ° C obtained the highest values. In general, the use of eucalyptus fibers as reinforcements in fiber cements proved feasible at different levels evaluated reinforcement. Heat treatments changed the chemical composition of the fiber influencing the PA and DA property, however one should emphasize the need to assess the effect of these treatments on the durability of fiber cements, question this key to enable the use of new reinforcing materials.
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SILVA, D. W. Propriedades físico-mecânicas de fibrocimento reforçado com
fibras de eucalipto tratadas termicamente. 2016. 66 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.