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[en] INFLUENCE OF HORNIFICATION ON THE PHYSICAL AND FLEXURAL PROPERTIES OF MOSO BAMBOO / [pt] INFLUÊNCIA DA HORNIFICAÇÃO SOBRE AS PROPRIEDADES FÍSICAS E DE FLEXÃO DO BAMBU MOSOSILIANI CORADINI GASPARINI CID 23 June 2020 (has links)
[pt] O bambu é um recurso natural, típico de regiões tropicais e subtropicais, cujas fibras vêm atraindo interesse para reforço de materiais compósitos, pelas suas excelentes propriedades mecânicas. Entretanto, como toda fibra vegetal, as fibras de bambu apresentam alto grau de higroscopicidade, inchando quando da presença de água, limitando seu uso devido à perda de durabilidade. Dessa forma, este trabalho visa estudar melhorias nas propriedades de flexão do bambu através do processo de hornificação por ciclos de molhagem e secagem, tratamento muito utilizado em polpas de madeira ou papel, que leva a reduções na capacidade de absorção e retenção de água das fibras, reduzindo seus poros e tornando sua estrutura mais enrijecida. Para isso foram investigados os efeitos de 3, 5 e 10 ciclos de molhagem e secagem sobre as propriedades físicas e comportamento mecânico (flexão e módulo de elasticidade) do bambu da espécie Moso (Phyllostachys pubescens). Com relação às propriedades físicas foram avaliadas as variações na
capacidade de absorção e retenção de água do bambu ao longo dos ciclos, incluindo avaliação das variações dimensionais dos feixes vasculares ao final dos ciclos, realizada por meio de análise e processamento de imagens obtidas por microscópio estereoscópico. Ademais, o comportamento à flexão foi estudado por meio de ensaios de flexão a quatro pontos, avaliando possíveis melhorias na resistência à flexão, deflexão e módulo de elasticidade do bambu após os ciclos de molhagem e secagem, incluindo análise da influência do cisalhamento na flexão. As análises físicas demonstraram que com os ciclos ocorreu redução na capacidade de retenção de água do bambu, além de reduções na área superficial de seus feixes de fibras. Na
flexão houve ganho de rigidez após os ciclos, chegando a aumentar em 70 por cento o módulo de elasticidade. / [en] Bamboo is a natural resource, typical of tropical and subtropical regions, whose fibers are attracting interest to reinforce composite materials, due to its excellent mechanical properties. However, like all plant fibers, bamboo fibers present a high degree of hygroscopicity, swelling when water is present, limiting its use due to loss of durability. Thus, this work aims to study improvements in the flexural properties of bamboo through the process of hornification by wetting and drying cycles, a treatment that is widely used in pulps of wood or paper, leading to reductions in the water absorption and retention capacity of the fibers, reducing its pores and making its structure stiffer. The effects of 3, 5 and 10 wetting and drying cycles on the physical properties and mechanical behavior (flexure and modulus of elasticity) of the Moso bamboo species (Phyllostachys pubescens) were investigated. Regarding the physical properties, the variations in the bamboo water absorption and retention capacity were evaluated along the cycles, including evaluation of the dimensional variations of the vascular bundles at the end of the cycles, performed by means of analysis and processing of images obtained by a stereoscopic microscope. In addition, the flexural behavior was studied by means of four-point flexural tests, evaluating possible improvements in flexural strength,
deflection and modulus of elasticity of the bamboo after the wetting and drying cycles, including analysis of the influence of shear on flexion. The physical analyzes showed that with the cycles there was a reduction in the water retention capacity of bamboo, as well as reductions in the surface area of its fiber bundles. In
flexion, there was a gain of stiffness after the cycles, increasing the modulus of elasticity by 70 per cent.
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[en] INFLUENCE OF POLYPROPYLENE FIBERS ADDITION IN THE BEHAVIOR OF GFRP REINFORCED CONCRETE MEMBERS / [pt] INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO NO COMPORTAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE CONCRETO ARMADO COM BARRAS DE GFRPFILIPE ROCHA GOMES DE SA 16 September 2019 (has links)
[pt] A utilização de barras de polímero reforçado por fibras de vidro (glass fiber reinforced polymer, GFRP, em inglês) como reforço de estruturas de concreto armado, vem ganhando popularidade principalmente devido à sua resistência à corrosão e resistência mecânica. Entretanto, seu baixo módulo de elasticidade pode acarretar em problemas na estrutura em serviço, como grandes aberturas de fissuras e deflexões quando comparado com concreto armado por barras de aço. No presente estudo, um programa experimental foi realizado com o objetivo de avaliar a influência da adição de 10 kg/m3 de fibras de polipropileno (PP) em elementos de concreto armado por barras de GFRP submetidos à tração direta e flexão. Caracterização mecânica e ensaios de arrancamento (pullout) foram realizados para avaliar as propriedades dos materiais constituintes e de sua interface, respectivamente. A formação e evolução das fissuras, bem como o efeito de enrijecimento à tração no material proposto, foram avaliados por meio de ensaios de tração direta em prismas de concreto armado. Ensaios de flexão em quatro pontos foram realizados para investigar o desenvolvimento da deflexão com o carregamento, o padrão de fissuração e o comportamento momento-curvatura dos espécimes. Correlação de imagem digital (digital image correlation, DIC, em inglês) foi utilizada para monitoramento de deformações, distâncias e aberturas de fissuras relevantes para a análise. Por fim, os resultados dos ensaios de flexão foram comparados com um modelo analítico. Uma redução considerável da abertura de fissuras e um melhor comportamento de múltipla fissuração foi observado para os espécimes com adição de fibras, além de um pequeno acréscimo de rigidez à flexão. / [en] Glass-fiber reinforced polymer (GFRP) bars have been more often used in reinforced concrete (RC) structures mainly due to superior corrosion resistance and mechanical strength. However, the low modulus of elasticity leads to serviceability issues such as wider crack openings and larger deflections when compared to conventional RC. To improve the performance and allow for a more effective use of GFRP reinforcement, the addition of randomly disperse short polypropylene fibers (PP) to the concrete matrix is proposed. In the present study, an experimental program intending to investigate the flexural and tensile behavior of concrete members reinforced with GFRP bars and 10 kg/m3 of PP is carried out. Mechanical characterization and pull-out tests were carried out respectively to characterize the materials and interface between GFRP bar and concrete. Crack formation and growth, and tension stiffening effect in the proposed construction material were investigated by tension tests in reinforced concrete prisms. Four points bending tests were performed to evaluate the mid-span deflection, crack opening and moment-curvature relationship of the specimen. Digital image correlation was used to gather information about relevant data. It was proposed an analytical model to compare the results obtained in bending tests. A considerable reduction in crack openings, a better multiple cracks behavior and a slightly stiffer behavior was obtained due to fiber addition.
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