Dimas Alan Strauss Rambo

Título

Efeito da Temperatura no Comportamento Mecânico de Compósitos Refratários Reforçados com Tecidos de Basalto e Carbono


Orientador(es)

Romildo Dias Toledo Filho
Flávio de Andrade Silva


Resumo

Neste estudo foram desenvolvidos e caracterizados mecanicamente, sob temperaturas elevadas, compósitos cimentícios reforçados com tecido de basalto e carbono. Os ensaios mecânicos foram divididos em: residuais (após aquecimento e resfriamento) e à quente. Visando garantir a resistência mecânica dos compósitos sob temperaturas elevadas, os mesmos foram produzidos com concreto refratário elaborado a partir de cimento de aluminato de cálcio e agregado sintético de aluminato de cálcio. Ambos os tecidos, de basalto e de carbono, deram origem a compósitos com comportamento strain-hardening. Os mecanismos de plastificação, enrijecimento e degradação dos revestimentos empregados nas fibras mostraram forte impacto no desempenho mecânico dos compósitos têxteis tanto nos ensaios residuais quanto nos ensaios à quente. Esta interferência se mostrou clara para temperaturas de até 400°C, faixa na qual ocorre a degradação total dos revestimentos. A transformação/desidratação de fases da matriz e a estabilidade térmica das fibras também mostraram ser fatores limitantes quanto a resistência e capacidade de deformação dos compósitos. Mesmo frente a severidade dos ensaios de tração à quente, a resistência dos compósitos testados nesta condição foi de aproximadamente 50% da resistência observada na condição residual.


Abstract

In the present work the development and mechanical characterization, under elevated temperatures, of textile reinforced cementitious composites reinforced with basalt and carbon textiles were carried out. The mechanical tests were divided in: residual (after heating and cooling process) and in-situ (hot condition). Aiming to ensure the composites mechanical strength under elevated temperature, a refractory concrete was developed from calcium aluminous cement and synthetic calcium aluminous aggregate. Both textiles, basalt and carbon, were able to ensure strain hardening behavior when combined to the refractory matrix. The plastification, stiffening and degradation of the used coatings showed strong impact on the hot and residual mechanical performance of the textile reinforced composites. This interference is clear for temperatures up to 400°C, where the total coating degradation occurs. The transformation/dehydration reaction and the fibers thermal stability also proved to be limiting factors regarding the tensile strength and strain capacity of the composites. Even facing the severity of the hot tests, the composites tested in this condition presented tensile strength approximately 50% lower than that obtained at the residual condition.


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