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Motta, Leila Aparecida de Castro. Melhoria do desempenho de fibras de coco e sisal para reforço de matrizes cimentícias através de tratamento termomecânico e impregnação de resinas. 149pTese (Pós-graduação em Engenharia Civil) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.
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Resumo

O principal objetivo do trabalho é investigar tratamentos que possam melhorar as propriedades das fibras vegetais para reforço de compósitos com matrizes de cimento. Visando reduzir a absorção de umidade, a instabilidade dimensional e a porosidade e melhorar as propriedades mecânicas das fibras de coco e sisal, estas foram submetidas à compressão normal sob temperatura elevada e impregnadas com poliestireno e álcool furfurílico. As fibras de coco prensadas apresentam grande redução da porosidade, aumento do módulo de elasticidade, redução da deformação final e alteração não significativa da resistência à tração para temperaturas abaixo de 200 ºC. As fibras de sisal prensadas apresentam queda da resistência à tração e pequena elevação do módulo de elasticidade. O tratamento de impregnação das fibras foi mais eficiente quanto à redução da hidrofilicidade das fibras tratadas, chegando a 43 e 55%, para as fibras de coco impregnadas com poliestireno e sisal com álcool furfurílico, respectivamente. As propriedades mecânicas das fibras de coco são melhoradas para todos os tipos de impregnação, por outro lado, as fibras de sisal apresentam queda da resistência à tração com a polimerização das resinas no interior das paredes e lumens. O poliestireno apresenta excelente interação com a estrutura das fibras e preenche grande parte dos lumens, reduzindo sua porosidade. As fibras de coco e sisal impregnadas com poliestireno apresentam melhor aderência à matriz de cimento dos compósitos estudados, aos 28 dias de idade. No entanto, ensaios cíclicos de molhagem e secagem dos compósitos mostram que as fibras tratadas (impregnação com poliestireno e prensadas a quente) ainda sofrem degradação no meio alcalino agressivo, com conseqüente perda de resistência.

Abstract

The main objective of the research is improving the performance and durability of vegetable fibres when used as reinforcement in cement matrices. Coir and sisal fibres were modified by normal compression under high temperature and impregnation with polystyrene and furfuryl alcohol, in order to reduce their porosity, dimensional instability, and moisture absorption and improve some mechanical properties. Pressed coir fibres present great reduction of the porosity, increase of the modulus of elasticity, reduction of the final deformation and no significant alteration of the tensile strength for temperatures below 200 ºC. Pressed sisal fibres present decrease in the tensile strength and small increase of the modulus of elasticity. The impregnation treatment was more efficient to reduce the fibres hydrophilicity, up to 43% and 55%, for coir impregnated with polystyrene and sisal treated with furfuryl alcohol, respectively. Coir fibres’ mechanical properties are improved for all kinds of impregnation, on the other hand, sisal fibres present reduction of the tensile strength due to the polymerization of resins in the inner of their walls and lumens. The polystyrene presents excellent interaction with the fibres structure and fills great part of lumens, reducing fibres’ porosity. Coir and sisal fibres impregnated with polystyrene present good adherence to the cement matrices, at age of 28 days. However, cyclic wet and drying test of the composites show that the treated fibres (impregnation with polystyrene and pressed the hot one) still undergo degradation in the aggressive alkaline mean, with consequent loss of strength.
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