Navegando por Assunto "Fibras naturais"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental de vigas de concreto armado reforçadas à força cortante com compósitos de fibra de juta, carbono e vidro utilizando a técnica EBR
(Universidade Federal do Pará, 2022-10-18) MACIEL, Luciana Pereira; BANNA, Wassim Raja El; http://lattes.cnpq.br/2005046563115507; https://orcid.org/0000-0001-5085-4352; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
A aplicação de FRP (Polímero Reforçado com Fibras) com a técnica EBR (Externally Bonded Reinforcement) para reparo e reforço de estruturas se destaca devido à baixa densidade do material e facilidade de aplicação. Neste caso, é comum o uso de fibras sintéticas, entretanto, estas fibras são consideradas pouco acessíveis e nocivas ao meio ambiente. Isto deu impulso à estudos acerca da substituição das fibras sintéticas pelas fibras naturais. Diante disso, este trabalho consiste na análise experimental do desempenho de compósitos de fibras de juta como reforço ao cisalhamento. Para tanto, foram moldadas sete vigas de concreto armado reforçadas com FRP’s utilizando a técnica EBR, dimensionadas com maior resistência à flexão em relação à força cortante e com as armaduras transversais posicionadas somente em um trecho do vão, para induzir a ruptura por cisalhamento na região sem estribos. As vigas possuem 2 metros de comprimento e seção transversal de (15x20) cm. Uma viga não foi reforçada, para ser utilizada como referência, uma viga foi reforçada com uma camada de FRP com fibra de carbono, uma viga com duas camadas de FRP de fibra de vidro, duas com FRP híbrido de camadas de fibra de vidro e juta com três e quatro camadas, e, por fim, duas com FRP de fibra de juta com duas e três camadas. Os reforços foram aplicados em faixas ao longo do comprimento do vão de cisalhamento dos elementos, perpendiculares ao eixo das vigas, em U. Observou-se que o reforço com duas camadas de fibra de juta apresentou 48% de incremento de força cortante da viga em relação à viga de referência, resultado similar ao observado na viga reforçada com uma camada de fibra de carbono. Outros comportamentos positivos foram observados nas outras vigas reforçadas, como controle de fissuração, aumento de força cortante máxima e contenção de deslocamento vertical em relação à viga de referência. Os resultados experimentais foram comparados a resultados teóricos calculados conforme as normas ABNT NBR 6118 (2004), ACI 318 (2014), Eurocode 2 (2004), ACI 440.2R (2017) e fib 90 (2019). Após análise, os resultados iniciais desta pesquisa demonstram viabilidade para outros estudos aprofundados sobre a utilização de fibras de juta em reforços ao cisalhamento de vigas de concreto armado.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação microestrutural e mecânica das fibras de cotia e dos compósitos de matriz poliéster
(Universidade Federal do Pará, 2025-01-20) NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa; OLIVEIRA, Michel Picanço; http://lattes.cnpq.br/6383844066460475; https://orcid.org/0000-0001-9241-0194; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
A busca por materiais sustentáveis e de baixo custo tem impulsionado o uso de fibras naturais no desenvolvimento de compósitos poliméricos, devido às suas propriedades mecânicas e sustentáveis. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo estudar e caracterizar uma nova fibra natural, além estudar as propriedades mecânicas dos compósitos confeccionados com fibras in natura (FC) e mercerizadas (FM) em percentual volumétrico de 10, 20 e 30%. As fibras e os compósitos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória (DSC), Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia Raman, além de caracterização mecânica. A caracterização física das fibras indicou uma densidade média em torno de 0,34 g/cm3. O FTIR das fibras FC e FM indicaram modificações químicas estruturais, que foram confirmadas com Raman, MEV e EDS. A estabilidade térmica da fibra de Cotia in natura aproximou-se das temperaturas de 145 e 272 ºC. As propriedades mecânicas das fibras FC e FM presentaram resistência média em torno de 151,32 e 99,98 MPa, respectivamente. O FTIR e o Raman dos compósitos apontaram poucas mudanças relacionadas à variação do tratamento químico, mas diferenças quando percentuais de fibras eram adicionadas. Os resultados de tração e flexão indicaram que as fibras FC são mais resistentes e rígidas, em relação a matriz, do que as fibras modificadas. O MEV confirmou a existência de defeitos e falhas que originaram a ruptura precoce dos compósitos com fibras FM. A ANOVA de F único e duplo confirmaram que ambos os fatores, modificação química e incremento em percentual volumétrico, tiveram impacto nas propriedades finais. Embora os resultados das fibras FM não tenham causado impacto positivo, as propriedades das fibras in natura destacam-se como reforços eficientes para aplicação em engenharia.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização do tecido fibroso de tururi e avaliação de propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido fibroso de tururi
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-30) SANTOS, Avener Gleidson Andrade; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Nas últimas décadas, tornou-se crescente a busca por materiais que apresentem elevado desempenho mecânico e que estejam de acordo com os requisitos da sustentabilidade. No contexto da sustentabilidade, a Organização das Nações Unidas (ONU) estabeleceu em 2015 os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), afim de nortear os caminhos para um desenvolvimento sustentável. A utilização de resíduos para produção de novos materiais é benéfica, pois a utilização destes representa uma solução de destinação ambientalmente correta, abrangendo assim os quesitos estabelecidos pelos ODS. A utilização de fibras naturais na produção de novos materiais teve um aumento expressivo na última década. O uso de fibras naturais como reforço em compósitos de matriz polimérica já é bem consolidada. Isso se deve ao fato de algumas fibras apresentam elevado desempenho mecânico e boa estabilidade térmica, duas propriedades altamente atraentes em materiais compósitos. Os compósitos reforçados com fibras naturais têm um vasto campo de aplicação, podendo ser utilizados em indústrias de construção civil, aeroespacial, automobilística, entre outras. Neste cenário, a utilização do tecido de tururi como agente de reforço em compósitos de matriz polimérica surge como uma alternativa viável para destinação sustentável deste resíduo oriundo da etapa de coleta de seus frutos. Desta forma, o presente estudo tem por objetivo caracterizar o tecido fibroso de tururi por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x, análise termogravimétrica e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), assim como determinar propriedades físicas como massa específica, teor de umidade e gramatura. Os compósitos foram produzidos utilizando um percentual de 2,5, 5,0 e 7,5% em massa de reforço. Adicionalmente foram realizados ensaios de tração, flexão e impacto charpy. As caracterizações realizadas revelaram que o tecido fibroso de tururi é composto por fibras de diâmetros variados e possui regiões de bifurcação, indicando que o tecido pode atuar de diferentes formas quando incorporado como reforço. A massa especifica, teor de umidade e gramatura tiveram valores médios de 1,17 g/cm3, 16,58% e 146,61 g/m2, respectivamente. A análise térmica revelou boa estabilidade térmica para o tecido de tururi. Os ensaios mecânicos apontaram que conforme ocorreu a incorporação de reforço, os compósitos ensaiados em tração tiveram perda de resistência, apresentando uma perda de 15MPa em relação à matriz. Ao serem solicitados em flexão os compósitos reforçados com até 2,5% apresentaram melhor desempenho mecânico, com valores de 63,9 MPa. O ensaio de impacto relevou que a capacidade de absorção de energia aumento em 371% em relação à matriz, o que indica que o tecido atuou como bom agente de reforço.
Acesso aberto (Open Access)
Fibra de curauá como reforço em matriz cimentícia para fabricação de telhas e placas de fibrocimento
(Universidade Federal do Pará, 2015-11-03) SALES, Cintia Gama; PICANÇO, Marcelo de Souza; http://lattes.cnpq.br/4535052395600357
As fibras naturais, como reforço de matrizes frágeis à base de materiais cimentícios, têm despertado grande interesse nos países em desenvolvimento, por causa de seu baixo custo, disponibilidade, economia de energia. O emprego dos compósitos em placas, telhas de cobertura e componentes pré-fabricados, pode representar significativa contribuição para o rápido crescimento da infraestrutura de países em desenvolvimento. Dentre as fibras naturais, a fibra de curauá, Ananás erectifolius, vem ganhando destaque, devido a sua elevada resistência à tração. O principal objetivo deste trabalho é a utilização da fibra de curauá como reforço da matriz com cimento Portland, para o emprego em elementos estruturais como placas e telhas. Para este estudo, foram realizados ensaios de compressão e módulo de elasticidade em misturas com fração volumétrica de 1% e 2,5% e comprimento de fibra de 1 e 2 cm e na argamassa plena sem adição de fibras. A mistura que apresentou melhor resultado em termos de trabalhabilidade, foi a com fração volumétrica de 1% e comprimento de fibra de 1cm, sendo escolhida para a fabricação das telhas e placas de fibrocimento. Para a avaliação dos compósitos, foi realizado ensaio de resistência à tração na flexão nas placas e telhas com fibras de curauá e sem fibras, para comparação. Os resultados comprovaram a influência das fibras na capacidade de deformação dos compósitos, aumentando em 46% a resistência à tração na flexão da placa com fibra de curauá, em relação à placa sem fibra, e aumentou a carga de ruptura da telha em 49%, com relação a telha sem fibra.