[en] COMPOSITE MATERIALS REINFORCED WITH NATURAL FIBRES:   EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION

ROMILDO DIAS TOLEDO FILHO

[pt] MATERIAIS COMPÓSITOS REFORÇADOS COM FIBRAS NATURAIS: CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL

dc.contributor	KHOSROW GHAVAMI
dc.creator	ROMILDO DIAS TOLEDO FILHO
dc.date	2001-11-27
dc.date.accessioned	2022-09-21T21:40:04Z
dc.date.available	2022-09-21T21:40:04Z
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=2144@1
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=2144@2
dc.identifier	http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.2144
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12032/41805
dc.description	[pt] A presente tese estuda as propriedades de curta e londa duração de argamassas de cimento reforçadas com fibras de coco e sisal. O trabalho experimental visou a determinação das propriedades físicas e mecânicas do reforço e o estudo da influência do tipo, fração volumétrica e tamanho de fibra, orientação e composição da matriz nas propriedades mecânicas do compósito. Estudos foram executados com o objetivo de se determinar a influência do reforço na retração plástica, com e sem restrições, das matrizes de argamassa. Fissurações resultantes da imposição das restrições e o fenômeno de cicatrização das fissuras foram também investigados. O modo de ruptura e as propriedades de aderência interfacial fibra-matriz foram determinados através de ensaios de arrancamento. As propriedades de longa duração dos compósitos foram determinadas através dos ensaios de fluência, retração e durabilidade. A influência da adição de várias frações volumétricas e tamanhos de fibras na fluência das matrizes de argamassa foi determinada usando-se corpos de prova, selados e não selados, submetidos a uma pressão de 14,4 MPa durante um período de 210-350 dias. Recuperações das deformações elásticas foram monitoradas por um período de 56-180 dias. A influência dos tipos de fibra, fração volumétrica, tamanho de fibra, tipo de cura, traço da argamassa e substituição parcial do cimento Portland por micro-sílica e escória de alto forno na estabilidade dimensional das matrizes de argamassa foi determinada com o uso de ensaios de retração por um período de 320 dias. A durabilidade das fibras de coco e sisal, imersas em soluções alcalinas de hidróxido de cálcio e de sódio e em água de torneira, foi determinada através da realização de ensaios de resistência à tração em idades variando de 30-420 dias. A durabilidade das argamassas reforçadas com fibras naturais após 320-360 dias imersas em água, expostas a ciclos de molhagem e secagem bem como ao ambiente natural foi determinada através de resultados de ensaios de flexão e de observações de imagens obtidas com o uso de microscopia eletrônica. Um mapeamento de elementos químicos foi realizado com o objetivo de se verificar possíveis migrações de produtos da matriz de cimento Portland para o lúmen e paredes das fibras. Tratamentos para garantir a durabilidade dos compósitos foram estudados, a saber: (a) modificações na matriz através da substituição parcial do cimento Portland por micro-sílica e escória de alto orno; (b) carbonatação da matriz de cimento Portland; (c) imersão das fibras em micro-sílica líquida antes de serem incorporadas à matriz de cimento Portand.
dc.description	[en] This thesis studies both the short-term and long- term behaviour of sisal and coconut fibre reinforced mortar composites.The experimental work involved extensive laboratory testing to determine the physical and mechanical properties of the fibre reinforcement and to study the influence of fibre type, volume fraction, fibre length, fibre arrangement and matrix composition on the mechanical properties of the composite.Studies were also made to determine the influence of fibre reinforcement in controlling free and restrained shrinkage during the early age of mortar mixes. Cracking due to restraint and the phenomenon of crack self-healing were also investigated. The mode of failure and the properties of the resistance to fibre-matrix interfacial bonding were determined using the single fibre pull-out test.The long-term properties of the sisal and coconut fibre reinforced-mortar composites were assessed throughout creep, shrinkage and durability tests. The influence of the addition of sisal and coconut fibres, of various volume fraction and lengths, on the creep of a mortar matrix was determined using sealed and unsealed specimens subjected to a pressure of 14.4 MPa over a period of 210-350 days. Recovery strains were recorded for a period of 56-180 days.The influence of fibre types, volume fraction, fibre lengths, cure types, mix proportions and replacement of OPC by slag and silica fume on the dimensional stability of mortar matrices was determined using drying shrinkage tests for a period of 320 days. The durability of sisal and coconut fibres exposed to alkaline solutions of calcium and sodium hydroxide and stored in tap water was measured as strength loss over a period of 420 days. The durability of fibre-reinforced mortars after 320 to 360 days, stored under water, exposed to cycles of wetting and drying as well as to the natural weather,was assessed from results of flexural tests and from observations of the photomicrographs obtained using backscattered imaging and secondary electron imaging. Dotting maps of chemical elements were obtained in order to verify possible migration of cement products from the matrix to the lumen and voids within of the fibres. Treatments to enhance the durability performance of the composites were studied,including: (a) modifications to the matrix through the replacement of Portland cement by undensified silica fume and by blast-furnace slag; (b) carbonation of the cementitious matrix and (c) immersion of the fibres in slurry silica fume prior to being incorporated into the Portland cement matrix.
dc.language	pt
dc.publisher	MAXWELL
dc.subject	[pt] MATERIAL COMPOSTO
dc.subject	[pt] ARGAMASSA
dc.subject	[pt] FIBRAS NATURAIS
dc.subject	[en] COMPOSITE MATERIAL
dc.subject	[en] CEMENT MORTAR
dc.subject	[en] NATURAL FIBRES
dc.title	[en] COMPOSITE MATERIALS REINFORCED WITH NATURAL FIBRES: EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION
dc.title	[pt] MATERIAIS COMPÓSITOS REFORÇADOS COM FIBRAS NATURAIS: CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL
dc.type	TEXTO

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