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Tipo de Documento: Tese
Título: Produção e caracterização de compósitos com matrizes de gesso comum e reciclado e fibra de coco verde hornificada
Título(s) alternativo(s): Production and characterization of composites with matrix common and recycled gypsum and hornified green coconut fiber
Autor(es): Freitas, Michelline Nei Bomfim de Santana
Data do documento: 22-Fev-2024
Orientador: Batista, Wilton Walter
Resumo: A utilização das fibras de coco verde como reforço em compósitos representa uma aplicação viável nos conceitos econômico, ambiental e tecnológico. Mas como a fibra é hidrofílica e as matrizes hidrofóbicas, tratamentos são necessários para uma boa interação fibra-matriz, como exemplo, a hornificação. A hornificação consiste em ciclos sucessivos de umedecimento e secagem das fibras, que pode reduzir a absorção de água, a instabilidade dimensional, além de melhorar propriedades mecânicas e a ligação fibra-matriz. O gesso é um aglomerante muito utilizado na construção civil, resultando em elevada geração de resíduos. Por isso, a reciclagem desses materiais é muito importante para o desenvolvimento sustentável. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar compósitos com matrizes de gesso comum, gesso reciclado e reforço com fibras de coco verde hornificadas. Os compósitos foram submetidos às caracterizações mecânicas e morfológicas, além da determinação de suasdensidades aparentes, absorção de água, também foram aquecidos em 200°C e 400°C, esubmetidos a ensaios de ultrassom. Concluiu-se que a hornificação alterou a morfologia das fibras, suas superfícies e seções transversais, promoveu o aumento de sua resistência à tração para 5 e 10 ciclos, melhorou a estabilidade térmica das fibras, e reduziu a absorção de água, sem grandes alterações no índice de cristalinidade e tamanho do cristalito. Os melhores resultados foram obtidos na hornificação em 10 ciclos com água destilada. Pode-se verificar que a incorporação de fibras de coco verde na matriz de gesso causou redução do seu desempenho mecânico, quanto maior o teor de fibra incorporado maior essa redução. Essa redução ficou, em média, 26%, para o teor de 5% de fibra, 37%, para 10% de fibra, e 52%, para 20% de fibra. Os compósitos com maiores teores de fibra apresentaram menores densidades aparente, maiores absorções de água e menores VPUs. Asaçõesdosaquecimentos em temperaturas de 200°C e 400ºC reduziram a integridade dos compósitos.
Abstract: The use of green coconut fibers as reinforcement in composites represents a viable application in economic, environmental and technological concepts. But as the fiber is hydrophilic and the matrices are hydrophobic, treatments are necessary for good fiber-matrix interaction, for example, hornification. Hornification consists of successive cycles of moistening and drying the fibers, which can reduce water absorption and dimensional instability, in addition to improving mechanical properties and the fiber-matrix bond. Gypsum is a binder widely used in construction, resulting in high waste generation. Therefore, recycling these materials is extremely important for sustainable development. The objective of this work was to produce and characterize composites with common gypsum matrices, recycled gypsum and reinforcement with hornified green coconut fibers. The composites were subjected to mechanical and morphological characterizations, in addition to determining their apparent densities and water absorption, they were also heated to 200°C and 400°C, and subjected to ultrasound tests. It was concluded that hornification changed the morphology of the fibers, their surfaces and cross-sections, promoted an increase in their tensile strength for 5 and 10 cycles, improved the thermal stability of the fibers, and reduced water absorption, without major changes in the crystallinity index and crystallite size. The best results were obtained in hornification in 10 cycles with distilled water. It can be seen that the incorporation of green coconut fibers into the plaster matrix caused a reduction in its mechanical performance, the higher the fiber content incorporated, the greater this reduction. This reduction was, on average, 26% for 5% fiber content, 37% for 10% fiber, and 52% for 20% fiber. Composites with higher fiber contents had lower apparent densities, higher water absorption and lower VPUs. The actions of heating at temperatures of 200°C and 400°C reduced the integrity of the composites.
Palavras-chave: Coco (indústria)
Gesso
Nanocompósitos (materiais)
Fibra de coco verde
Hornificação
Compósitos
Conformação à compressão
Reciclagem
Green coconut fiber
Hornification
Plaster
Composites
Compression molding
Recycling
área CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: FREITAS, Michelline Nei Bomfim de Santana. Produção e caracterização de compósitos com matrizes de gesso comum e reciclado e fibra de coco verde hornificada. 2024. 198 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2024.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19449
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