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[en] DURABILITY AND STRENGTH OF SOIL MATRIX STABILIZED WITH CASTOR OIL RESIN AND PEACH PALM FIBERS USED FOR EARTH CONSTRUCTION / [pt] DURABILIDADE E RESISTÊNCIA DE MATRIZ DE SOLO ESTABILIZADA COM RESINA DE MAMONA E FIBRAS DE PUPUNHA PARA USO EM CONSTRUÇÕES COM TERRA CRUAANDRE RICARDO ALVES GUEDES PINTO 14 January 2015 (has links)
[pt] A história do solo como material de construção tem cerca de 10.000 anos. Grandes civilizações como a persa e a egípcia, construíram cidade inteiras com terra crua. As construções apresentam como principais vantagens a baixa geração e emissão de poluentes, o reduzido consumo energético e consequentemente o baixo custo, contudo, o principal inconveniente é sua baixa resistência na presença de água, que conduz para a maioria das patologias encontradas. Neste trabalho, a durabilidade de uma matriz de solo estabilizada com acetato de polivinila (PVA) e resina poliuretana derivada do óleo de mamona (RPM) foi avaliada, e ensaios mecânicos foram executados para aferição das resistências. O PVA, diluído em água nas proporções de 50 por cento e 70 por cento, e a RPM foram adicionados ao solo na proporção de 26 por cento, em peso de solo seco. Fibras de Pupunha (Bactris gasipaes K.) e Sisal (Agave sisalana), com comprimento de 25 mm e fração de 0,5 por cento, em peso de solo seco, foram inseridas no solo/RPM e sua resistência à compressão simples, tração por compressão diametral e absorção de água por imersão foram avaliados. A resistência à compressão simples dos corpos de prova de PVA se manteve abaixo do mínimo exigido por norma, e a absorção de água por imersão foi superior ao máximo recomendado, por sua vez, os ensaios de durabilidade para as misturas solo/RPM demonstraram, em todos os casos, a superioridade do aglomerante em comparação ao cimento e PVA. A absorção de umidade, após 24 horas imerso em água, foi de 5 por cento em contraste com os 23 por cento de absorção da matriz solo/cimento. A absorção por capilaridade se manteve abaixo dos demais compósitos. Nos ciclos de molhagem e secagem observou-se uma menor perda de massa e uma maior resistência à abrasão. A adição de fibras vegetais aumentou sua resistência mecânica não influenciando na absorção d água. / [en] The history of earth construction has about 10,000 years. Great civilizations, Egyptian and Persian, built cities with soil. The main advantages of this construction material are a low cost, low energy consumption and emission of pollutants, however, the disadvantage is its low water resistance, which leads to most structural pathologies. In this work, the durability of a matrix of soil stabilized with polyvinyl acetate (PVA) and castor oil resin (RPM) was assessed, and mechanical strength was measured. The PVA (50 per cent and 70 per cent solutions), and RPM were added to the soil in a proportion of 26 per cent in relation to soil dry weight. The performance of two types of vegetable fibers as reinforcement of soil/RPM matrix, Pupunha and Sisal, were investigated. The considered fibers were of 25 mm length, with weight fractions of 0,5 per cent in relation to soil dry weight. The compressive strength of the specimens stabilized with PVA remained below the minimum required by the standard, and water absorption by immersion was higher than the recommended maximum. The results demonstrate the potentiality of the use of castor oil resin. A significant decrease of the mechanical properties (results of unconfined compression and Brazilian test) compared to the mixture soil/cement was not observed. The durability tests showed, in all cases, the superior performance of resin compared to cement and PVA. Moisture absorption rate of soil/resin was 5 per cent in contrast to 23 per cent of the soil/cement matrix. The capillary absorption was lower when compared to other composites studied. There was less weight loss and a higher abrasion resistance after wetting and drying cycles. It was found that the vegetable fibers improved the post-cracking behavior of the composites.
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[en] CURAUÁ AND SISAL FIBERS AS REINFORCEMENT IN SOIL MATRIX / [pt] FIBRAS DE CURAUÁ E SISAL COMO REFORÇO EM MATRIZES DE SOLOANDRE RICARDO ALVES GUEDES PINTO 20 August 2008 (has links)
[pt] A insustentabilidade da construção civil tem motivado a
busca, nas últimas três décadas, de materiais e tecnologias
que envolvam menores quantidades de energia, gerem menos
resíduos e poluentes. O Grupo de Pesquisa de Materiais e
Tecnologias Não-Convencionais da PUC-Rio tem dedicado
esforços neste sentido, gerando e divulgando conhecimento
sobre materiais ecológicos que sejam, acessíveis à
população de baixa renda e menos dependentes de tecnologias
e indústrias multinacionais. Dentre estas tecnologias
alternativas, citam-se as construções com terra, por
apresentarem baixo consumo energético e emissão de
poluentes, além da matéria prima (solo) estar disponível
abundantemente para uso. Assim, é uma solução eficaz para o
combate aos problemas ambientais e as desigualdades
sociais. Porém, para que as construções sejam resistentes e
duráveis, métodos de estabilização são utilizados com
freqüência. Esta dissertação avaliou a influência da adição
de fibras vegetais (curauá e sisal) em matrizes de
solo, as fibras possuem comprimento de 25 e 35 mm,
adicionados em 0,5% e 1%, em peso de solo seco, juntamente
com adições de 4 e 6% de cimento. Sob carregamento
estático, são moldados e extraídos espécimes cilíndricos
(50x100 mm), assim, ensaios comuns a argamassas são
utilizados para avaliar a resistência das misturas. Os
resultados indicam a potencialidade do processo de
compactação desenvolvido. A estabilização química acresceu
na rigidez e resistência final dos compósitos. A
estabilização mecânica conduziu a espécimes de menor
porosidade e juntamente com a estabilização física
proporcionou o enrijecimento das misturas. Observa-se que
as fibras melhoraram a capacidade de absorção de
energia pós-fissuração, impedindo a ruptura frágil das
matrizes. / [en] The development of low cost and energy, saving construction
materials such as Bamboo, vegetable fibers soil and
different types of residues has been the subject of
extensive research since 1979 at PUC-Rio. These materials
are now called the Non-Conventional Materials and
Technologies (NOCMAT) are investigated in order to
substitute the industrialized materials which have
contributed significantly to the climate change of our
globe. It is now well established that the most commonly
used construction material Portland cement is
one of the most polluting one and its use needs to be
reduced or to be substituted. In addition with the
expansion of the centralized industrialized materials the
gap between poor and rich is becoming wider and wider.
Stabilized earth construction has been studied by NOCMAT
group. This thesis presents the recent results of an
investigation into the behavior of stabilized soil using
vegetable fibers and/or cement. The considered variables in
this research program are: the influence of
two types of vegetable fiber, Curauá and Sisal, as
reinforcement in two types of soil matrix, Clayey and Sandy
soils. The considered fibers were of 25 and 35 mm length,
with weight fractions of 0,5% and 1%, in relation to soil
dry weight. The studied chemical stabilizers were 4% and 6%
of cement in relation to dry soil weight. Cylindrical
specimens of the size 50x100 mm were used to establish the
compression behavior and the tensile strength through
diagonal compression tests. The results indicate that the
process of soil compacting is an effective method and
the chemical stabilization increased the rigidity and the
strength of the composites. It was found that the vegetable
fibers have improved the postcracking behavior of the
developed composites.
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