Adriana Paiva de Souza Martins

Título

Desenvolvimento, Caracterização Mecânica e Durabilidade de Compósitos Solo-Cimento Autoadensáveis Reforçados com Fibras de Sisal


Orientador(es)

Romildo Dias Toledo Filho
Flávio de Andrade Silva


Resumo

O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento, a caracterização mecânica e o estudo da durabilidade de compósitos solo-cimento autoadensáveis, reforçados com fibras de sisal. Os referidos compósitos, baseados em matérias primas naturais e de baixo impacto ambiental (terra crua e fibras vegetais), poderão ser usados em aplicações que não necessitam de desempenho estrutural elevado (resistência à compressão mínima de 2,0 MPa). A matriz foi dosada por um método científico, baseado no Modelo de Empacotamento Compressível (MEC), e apresentou elevado ganho de resistência ao longo do tempo, em virtude das reações pozolânicas. As fibras foram incorporadas nos teores de 0,5; 1,0 e 1,5%, e nos comprimentos de 20 e 50 mm. Os compósitos apresentaram resistência à compressão na faixa de 2,8 a 3,3 MPa, resistência à tração na faixa de 0,6 a 1,0 MPa e resistência à flexão na faixa de 1,3 a 1,8 MPa. A incorporação de fibras possibilitou o aumento da resistência à tração do material e a melhoria das propriedades pós-fissuração. Proporcionou também a redução da retração por secagem, o aumento da resistência à fissuração e o melhor desempenho sob temperaturas elevadas (40 a 100°C). Os compósitos mantiveram suas propriedades mecânicas após 8 meses de envelhecimento natural e após 25 ciclos de molhagem e secagem. Os resultados obtidos demonstraram a potencialidade do uso dos referidos compósitos na construção civil, para a produção de painéis monolíticos de alvenaria de vedação.


Abstract

The main objective of this work is the development, mechanical characterization and study of the durability of self-compacting soil-cement composites reinforced with sisal fibers. Such composites, based on natural and low environmental impact raw materials (soil and vegetable fibers) may be used in applications that do not require high structural performance (minimum compressive strength of 2.0 MPa). The matrix designed by a scientific method, based on the Compressible Packing Model (CPM), showed a high strength gain over time because of the pozzolanic reactions. Fibers were used as reinforcement in the ratios of 0.5; 1.0 and 1.5%, and in the lengths of 20 and 50 mm. Composites showed a compressive strength ranging from 2.8 to 3.3 MPa, tensile strength from 0.6 to 1.0 MPa and flexural strength from 1.3 to 1.8 MPa. The use of fibers contributed to the increase of the material tensile strength and the improvement of the post-cracking properties. It also provided a drying shrinkage reduction, increase of the cracking strength and better performance at elevated temperatures (40 to 100 °C). The composites retained their mechanical properties after 8 months of natural aging and after 25 cycles of wetting and drying. The obtained results demonstrated the potential application of such composites in the civil construction industry for the production of monolithic panels.


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