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[en] CEMENTITIOUS COMPOSITES REINFORCED WITH CURAUÁ FIBERS / [pt] COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE CURAUÁMARCELO DE SOUZA PICANCO 29 August 2006 (has links)
[pt] A busca por materiais alternativos que possam substituir
as fibras de amianto,
compondo o fibro-cimento, tem-se tornado objeto de estudos
recorrentes. As fibras
vegetais surgem como opção econômica, salubre e
ecologicamente adequada. O
objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da
adição da fibra de curauá em
compósitos cimentícios, visando substituir o amianto. Essa
fibra mineral é bastante
conhecida pelos danos que provoca à saúde humana, já tendo
sido banida em muitos
países industrializados. Desde 1979, o Grupo de Pesquisas
em Materiais não
Convencionais da PUC-Rio tem desenvolvido trabalhos sobre
a aplicação das fibras
vegetais, disponíveis em abundância no Brasil, na
fabricação de componentes para a
construção civil, visando, principalmente, a produção de
habitação popular. A fibra
de curauá é de uso popular, na região conhecida como Baixo-
Amazonas, oeste do
Estado do Pará, na manufatura de cordas, cestas e tapetes,
já existindo os primeiros
plantios em escala comercial. Pouco conhecida nas demais
regiões do país, a fibra de
curauá ainda carece de estudos específicos sobre suas
propriedades físicas, químicas e
mecânicas, que possibilitem sua aplicação segura em
compósitos para a construção
civil. Nesse trabalho, foram estudadas as propriedades
físicas, mecânicas e microestruturas
das fibras de curauá, bem como de compósitos cimentícios
que as tiveram
como reforço. Buscou-se comparar o desempenho das fibras
de curauá e de seus
compósitos, com as fibras e compósitos de amianto e de
outras fibras vegetais, tais
como sisal, coco e juta. Os dados das fibras de sisal e
coco, tomados para efeito de
comparação, foram oriundos de trabalhos anteriores do
mesmo grupo de pesquisas da
PUC-Rio. Para as fibras de juta e compósitos cimentícios
com reforço de juta e de
sisal, foram obtidos dados através de ensaios realizados
no escopo desse trabalho. Os
resultados mostraram que a fibra de curauá possui
características físicas e mecânicas
que as habilitam à aplicação como reforço de matrizes
cimentícias, principalmente quando for almejada uma maior
ductilidade e capacidade de resistência após a
fissuração da matriz. / [en] In recent years, there has been an intense search
worldwide for an alternative
material, which can substitute the asbestos fibre, a
component of the asbestos cement,
which has been found to be hazardous to human and animal
health and has been
banned already in many countries. Since 1979 the Non-
conventional Materials
Research Group of PUC-Rio has carried out works on the
application of vegetable
fibres, available in abundance in Brazil, for the
fabrication of construction
components, aiming mainly at the fabrication of popular
housing. The curaúa fibre
has been studied as it is already of popular use in the
manufacturing of ropes, baskets
and carpets in the region, known as Baixo Amazonas, in the
state of Para, where the
first plantations have been organized on a commercial
scale. In this work, the
physical, mechanical and micro-structural properties of
the curauá fibres, as well as
their application as a cimenticious matrix reinforcement,
have been studied. The
performance of curauá fibres and its composites was
compared with other vegetable
fibres, such as sisal, coconut and jute, as a substitute
for asbestos fibres and its
composites. The data on sisal and coconut fibres from
previous works by the same
research group at PUC-Rio was considered for comparison.
The behaviour of jute
fibres, as well as cimenticious composites, reinforced
with jute and sisal fibres, have
also been studied in this work. The results have shown
that the curauá fibre has good
physical and mechanical characteristics that make it
suitable to be used as
reinforcement of cimenticious matrices, with a high
ductility and post-cracking
resistance capacity.
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[en] CHARACTERIZATION OF BAMBOO ALONG ITS CULM FOR THE PRODUCTION OF BAMBOO LAMINATED BEAMS / [pt] CARACTERIZAÇÃO DO BAMBU AO LONGO DO COLMO PARA A PRODUÇÃO DE VIGAS DE BAMBU LAMINADOJUAN SIMÓN OBANDO ZAPATA 06 October 2016 (has links)
[pt] As lâminas de bambu foram criadas para padronização da matéria prima de
modo a aumentar sua resistência, controlar sua forma e desenvolver elementos
estruturais sustentáveis e inovadores. O bambu é um material gradualmente
funcional (FGM) devido a sua progressiva distribuição de fibras por toda a
espessura de sua parede. Esta pesquisa apresenta os resultados de uma série de
investigaçóes experimentais em que o colmo de bambu (Dendrocalamus
giganteus) foi dividido em 6 segmentos de análise. Três divisões ao longo do seu
comprimento, em sua porção baixa, média e alta, e, em seguida, duas divisões de
sua espessura, interior e exterior. Na primeira série, os espécimes de cada
segmento foram testados separadamente para estabelecer o seu módulo de
elasticidade à tração Et. Seis tipos de vigas de bambu uniaxial-laminados, de 2,5
cm de largura, altura 5 centímetros e 50 cm de comprimento, foram montadas com
camadas de cada segmento específico do colmo do bambu, utilizando resina
adesiva de mamona. Quatro ensaios de flexão pontual foram realizados em
amostras de viga para estabelecer o módulo de elasticidade em flexão, Eb. Os
valores experimentais de ambos os grupos de amostra foram comparados com os
valores teóricos, aplicando a teoria da mecânica dos sólidos. Os resultados
forneceram informações para melhorar o arranjo dos segmentos das vigas de
lâminas de bambu sujeitas a cargas de flexão. Baseado nos resultados, também é
possível introduzir valores equivalentes para análises das propriedades mecânicas
das vigas usando a teoria da mecânica de sólidos. / [en] Laminated bamboo was created to standardize the raw material in order to
increase its strength, control its shape and develop sustainable and innovative
structural elements. Bamboo is a Functionally Graded Material (FGM) due to the
progressive distribution of the fibers across its wall thickness. This research
presents the results of an experimental investigation series in which bamboo culm,
of Dendrocalamus giganteus, was divided into 6 segments of analysis. Three
divisions along its length, bottom, middle and top, and then two divisions across
its wall thickness, inner and outer. In the first series, the specimens of each
segment were tested separately to establish their tensile modulus of elasticity Et.
Six types of bamboo uniaxial-laminated beam specimens of 2.5 cm width, 5cm
height and 50 cm length were assembled with layers from each particular segment
of bamboo culm, using resin of mamona adhesive. Four point bending tests were
conducted on beam specimens to establish the bending modulus of elasticity Eb.
Experimental values of both specimen groups were compared to those of
theoretical values, applying solid mechanics theory. The results provide
information to improve the segment arrangement of bamboo-laminated beams
upon subjection to bending loads. Based on the results, it is also possible to
introduce equivalent values for the analysis of the mechanical properties of the
beams, using solid mechanics theory.
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[en] EXPERIMENTAL DETERMINATION OF FRACTURE TOUGHNESS OF MODE I (KIC) AND MODE II (KIIC) DO BAMBOO / [pt] DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA TENACIDADE DO BAMBU DO MODO I (KIC) E MODO II (KIIC)CAMILO ANDRES RUSINQUE GUATIBONZA 28 July 2010 (has links)
[pt] Durante as ultimas três décadas, as pesquisas cientificas sobre bambu
como material de engenharia concentraram-se na caracterização física e
mecânica nos níveis macro, meso, micro e alguns trabalhos no nível nanoestructural.
As praticas de uso de bambu inteiro mostram ao longo do tempo
trincas na superfície que são provocadas por razão da variação da umidade, da
temperatura e entalhes gerados durante o processo de fabricação de peças
estruturais. A presença das trincas tem grande influenciam na resistência
desses elementos. Este aspecto do comportamento do bambu ainda é assunto
de estudo na fase inicial. O presente trabalho apresenta os resultados da
pesquisa teórico-experimental realizada para a determinação dos valores
característicos dos fatores de intensidade de tensões, K(C), e as taxas de
dissipação de energia, G(C), para os modos I e II, utilizando metodologias
experimentais aplicadas aos materiais compósitos. Foi estudada a espécie
Dendrocalamus Giganteus da parte basal do bambu do campus da PUC-Rio. A
dimensão do corpo-de-prova tinha seção transversal retangular de 10x10mm e
100 mm de comprimento do vão livre com entalhes induzidos. Os corpos-deprova
foram submetidos à flexão em quatro pontos para diferentes valores de
tamanho de entalhe. São apresentados os resultados de carga-deslocamento
na metade do comprimento e as deformações relativas nas faces externa,
interna e lateral dos corpos-de-prova. Os valores das taxas dissipação de
energia e fatores de intensidade de tensões foram calculados a partir da curva
de carga - deslocamento. / [en] During the last three decades, the research on bamboo as engineering
material was carried on through the physical and mechanic characterizations in
the levels macro, meso, micro and some works in the nano-structural level. In
practice, the use of entire bamboo shows cracks on the surface throughout the
time, that are provoked by variation of the moisture, the temperature and
notches generated during the process of manufacture of structural parts. The
crack presence has influences on the resistance of these elements. This aspect
of the bamboo behaviour is still subject of study in the initial phase. This work
presents the results of a theoretical and experimental research for the
determination of the characteristic values of the intensity stress factors, K(C), and
the release energy, G(C), for modes I and II, using methodologies applied to the
composites materials. It was studied the basal part of the specie
Dendrocalamus Giganteus of the Pontifícia Universidade Católica do Rio de
Janeiro campus (PUC-Rio). The specimens had rectangular shape with
transversal section of 10x10mm and 100mm of length with notch; each one was
tested in four points bend for different values of notch size. The results
correspond to curves load-displacement in the half span; and strain in the
external, internal and lateral sides of the specimen. The values of release
energy and intensity stress factors have been calculated from the curve loaddisplacement.
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[en] THE PHYSICAL, MECHANICAL AND MESO-STRUCTURAL PROPERTIES OF THE BAMBOO GUADUA WEBERBAUERI OF ACRE / [pt] AS PROPRIEDADES FÍSICAS, MECÂNICAS E MESO-ESTRUTURAL DO BAMBU GUADUA WEBERBAUERI DO ACREJOSE ROBERTO DE LIMA MURAD 16 October 2007 (has links)
[pt] O bambu apresenta baixo consumo de energia e baixo custo
de produção,
além de ser um material renovável e ecológico. É um
material potencialmente
promissor que vem demonstrando grandes qualidades para a
construção civil.
Estudos mostraram que a relação resistência à tração e
peso específico do
bambu é 2,77 vezes maior que a do aço. Este trabalho tem
como objetivo a
caracterização física, mecânica e meso-estrutural do bambu
da espécie Guadua
weberbaueri para possível aplicação na engenharia civil
como material não
convencional. Os resultados dos ensaios mecânicos
mostraram valores
compatíveis a outras espécies pesquisadas. Concluiu-se que
o material quando
sujeito a carga de tração, cisalhamento ou compressão
apresentou
comportamento semelhante ao de outras espécies já
estudadas, desde 1979, no
Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, sob a
orientação do professor
Khosrow Ghavami. Onde foram desenvolvidos vários programas
de investigação
para o emprego do bambu e outras fibras vegetais na
construção de edificações
de baixo custo, substituindo produtos de asbesto, aço,
cimento e outros
materiais poluentes e não renováveis. Podendo este ser
utilizado como material
alternativo na engenharia civil. / [en] The bamboo presents low consumption of energy and low cost
of
production, beyond being a renewable and ecological
material. It is a potentially
promising material that comes demonstrating great
qualities for the civil
construction. Studies had shown that the relation tensile
strenght and specific
weight of the bamboo is 2,77 times bigger that of the
steel. This thesis presents
the results of an experimental investigation to establish
the physical, mechanics
and meso-structural, of the bamboo of the species Guadua
weberbaueri for
possible application in the civil engineering as a non-
conventional material. The
results of the mechanical rehearsals showed compatible
values to other
researched species. It was concluded that the material
when subject to traction
loads, shear or compression presented similar behavior to
the of other studied
species already, since 1979, in the Department of Civil
Engineering of PUC-Rio,
under the orientation of professor Khosrow Ghavami. Where
some programs of
inquiry for the vegetal job of the bamboo and other staple
fibers in the
construction of edifications of low cost had been
developed, substituting pollutant
products of asbestos, steel, cement and other pollutant
materials didn´t renew.
Being able this being used as non-conventional material in
civil engineering.
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[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DE BAMBU DA ESPÉCIE PHYLLOSTACHYS PUBESCENS SOB TORÇÃO E FLEXÃO / [en] EXPERIMENTAL ANALYSIS OF BAMBOO SPECIES PHYLLOSTACHYS PUBESCENS SUBJECTED TO TORSION AND BENDINGDARIA KRAVTSOVA 27 October 2021 (has links)
[pt] Entre materiais renováveis de baixo impacto ambiental o bambu se destaca devido ao seu crescimento rápido, alta resistência à tração, baixo peso específico e flexibilidade. É um material compósito natural com fibras longas alinhadas unidirecionalmente, anisotrópico, que não está sendo usado amplamente nas construções civis por razão de falta de informações técnico-científicas. O bambu é um material inteligente com a distribuição das fibras longitudinais como functionally graded composite material (FGM). O objetivo deste trabalho é continuação dos estudos sobre o comportamento de bambu para aplicação nas obras de engenharia, que inicio na PUC-Rio em 1979. Neste estudo específico foi observado comportamento de bambu da espécie Phyllostachys pubescens (Mosô) (através dos ensaios experimentais) sujeito a carga de torção e flexão pura (realizados com utilização do sistema de reconhecimento de imagem) e simulações computacionais em programa de elementos finitos Abaqus. Os ensaios foram feitos para os corpos de prova inteiros (de 1 metro de comprimento) e os mesmos corpos de prova foram posteriormente fissurados no meio, alargando a fissura para cada ensaio até a ruptura. / [en] Among renewable materials with low environmental impact bamboo stands out because of rapid growth, high tensile strength, low specific weight and flexibility. It is a natural composite anisotropic material with unidirectionally aligned long fibers, which is not widely used in civil construction yet due to lack of technical and scientific information. Bamboo is an intelligent material with the distribution of longitudinal fibers as functionally graded composite material (FGM). The objective of this work is to continue the study the behavior of bamboo for application to engineering works, which started at PUC-Rio in 1979. In this specific study was observed the behavior of Moso bamboo (Phyllostachys pubescens) through the experimental observation of pure torsion and bending (realized with utilization of image recognition system) and computer simulations in finite element program Abaqus. The tests were done for the whole bamboo specimens (1 meter long) and the same specimens were subsequently cracked in the middle extending the crack for each test until failure.
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[en] NUMERICAL ANALYSIS OF BAMBOO PILES FOR SLOPE STABILITY / [pt] UMA ANÁLISE NUMÉRICA DE ESTACAS DE BAMBU PARA ESTABILIZAÇÃO DE TALUDESANGEL MAURICIO JAIME DAVILA 26 November 2018 (has links)
[pt] O crescimento populacional descontrolado e o desenvolvimento urbano desordenado têm testemunhado danos severos em assentamentos humanos no mundo. Fenômenos naturais extremos, como consequência de uma mudança climática abrupta, como o intenso aumento do índice pluviométrico, provocaram incidentes de deslizamentos de taludes que dificilmente seriam ignorados desde as últimas décadas. Pilhas feitas de materiais convencionais como a madeira, aço e concreto têm sido tradicionalmente utilizados para a estabilização de taludes, com a finalidade de evitar incidentes de desabamentos de aterros. O presente trabalho estuda o uso de um material não convencional, o bambu da espécie Dendrocalamus Giganteus (DG) para estabilidade de taludes, como uma alternativa de material para pilha mais amigável ao ambiente graças a sua disponibilidade geográfica e capacidade de absorção de gases de efeito estufa. Suas dimensões e mais importantes suas propriedades mecânicas, são totalmente compatíveis com as de um elemento de estaca estabilizadora de taludes. Uma análise do Método dos Elementos Finitos (FEM) foi desenvolvida no software PLAXIS para testes em 2 e 3 dimensões. Usando um modelo de encosta instável reforçada com estacas de bambu para observar a interação do solo-estaca e avaliar o fator de segurança
(FS). Os resultados mostraram que as capacidades das pilhas de bambu são uma alternativa promissora para a estabilidade de taludes. / [en] Uncontrolled population growth and disorderly urban development had witnessed severe human settlement damages worldwide. Extreme natural phenomena consequence of abrupt climate change such as intense rainfall index increment had provoked landslides incidents hardly to ignore since last decades. Piles made of conventional materials such as timber, steel and concrete have traditionally been used for slope stabilization in order to prevent landslides incidents. The present paper studies the use of a non conventional material, the bamboo of the Dendrocalamus Giganteus (DG) species as bamboo-pile for slope stability, to become a more environmental friendly pile material alternative. Its dimensions and more important its mechanical properties, besides its geographical availability and greenhouse gases absorbing
capabilities totally matches for an ecologic slope stabilizing pile element. Finite Element Method (FEM) analysis of bamboo-pile was developed on PLAXIS software for 2 and 3 dimensional tests. An unstable slope model condition was reinforced with bamboo-piles to observe the soil-pile interaction and evaluate the safety factor (SF). The results showed that the capabilities of the bamboo-piles are a promising alternative for slope stability.
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