Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 391370.pdf: 10729951 bytes, checksum: bd049b5c516fe57913ea03e2ee36c3ee (MD5) Previous issue date: 2007-03-26 / O presente trabalho investiga pela primeira vez a possibilidade de utiliza??o de fibras vegetais oriundas do subproduto da extra??o da polpa de a?a?, fruto da estirpe Euterpe oleracea, como material alternativo para o setor de constru??o civil. O estudo envolveu aspectos relacionados ? determina??o de propriedades da fibra tais como morfologia e propriedades f?sico-qu?micas, ? produ??o de corpos-de-prova com diferentes teores de fibra, al?m de ensaios f?sicos (massa espec?fica, porosidade aparente e absor??o de ?gua) e mec?nicos (ensaios de compress?o axial, de tra??o na flex?o e de tra??o por compress?o diametral) para avalia??o de desempenho do material final, bem como a propor??o mais adequada de fibra em rela??o ao cimento Portland dentre os tra?os ensaiados. Os comp?sitos ciment?cios refor?ados com fibras de a?a? n?o apresentaram perda significativa de resist?ncia ? compress?o. Al?m disso, as fibras incrementaram de forma satisfat?ria a resist?ncia ? tra??o (aproximadamente 13% em m?dia) de fibrocimentos produzidos com este refor?o. O refor?o proposto apresentou um bom desempenho de ades?o com a matriz e conseq?ente comportamento p?s-fissura inerente aos fibrocimentos, refor?ando a regi?o adjacente ? fratura. Comp?sitos refor?ados com fibra de a?a? in natura apresentaram boas propriedades mec?nicas. Portanto, as fibras de a?a?, material disponibilizado a custo zero, s?o pass?veis de aplica??o como refor?o de matrizes ciment?cias, proporcionando um bom desempenho mec?nico e reduzindo o custo do produto final, devido ao valor das fibras incorrer somente no seu beneficiamento, que pode ser manual e inserido em contexto social.

Este trabalho propõe contribuir no desenvolvimento do processo de extrusão para a produção de compósitos cimentícios, mediante metodologia que possibilite a obtenção de formulações extrudáveis utilizando cimento Portland de alta resistência inicial, sílica ativa, calcário, polpa de celulose de eucalipto, fibras de polipropileno e aditivos. Para isso, foram caracterizadas as matérias-primas como subsidio para as discussões. O efeito dos diferentes componentes da formulação no comportamento reológico da mistura foi avaliado utilizando reômetro extrusor. As propriedades físicas e mecânicas dos compósitos elaborados com combinações de calcário, sílica ativa e cimento foram modeladas estatisticamente com o propósito de estimar o comportamento das matrizes. A demanda de água dos sistemas cimentícios foi determinada experimentalmente e utilizada na extrusão das matrizes. Selecionada uma matriz, suas propriedades mecânicas e físicas foram modeladas, estatisticamente, com diferentes teores de polpa celulósica de eucalipto e fibras de polipropileno. As formulações com características desejadas foram avaliadas ao envelhecimento acelerado por 200 ciclos de imersão-secagem. Finalmente foi analisada a reprodutibilidade utilizando o módulo de Weibull para as formulações selecionadas. O estudo reológico constatou que as fibras de polipropileno apresentam os maiores aumentos nos valores dos parâmetros reológicos se comparados com os efeitos do calcário, sílica ou celulose de eucalipto, repercutindo em maiores pressões de extrusão. O incremento do modificador reológico hidroxipropilmetilcelulose reduz no compósito cimentício o módulo de ruptura mesmo que durante o processamento, promova o incremento da pressão de extrusão. Os modelos estatísticos empregados para modelar a matriz reforçada foram de maior complexidade e com menor coeficiente de determinação se comparados com os utilizados na modelagem das matrizes. O preço de mercado do fibrocimento é aproximadamente 64% menor do que os determinados utilizando unicamente os valores das matérias-primas e aditivos do fibrocimento extrudado no presente estudo. / This work intends to contribute in the development of the extrusion process for the production of cementitious composites, through methodology that makes it possible to obtain formulas using high resistance Portland cement, silica fume, limestone, eucalyptus pulp, polypropylene fibers and admixtures. With this intention, the raw materials were characterized as a support for the discussions. The effects of the different components of the formula on the rheological behavior of the mixture were evaluated using an extrusion rheometer. The physical and mechanical properties of the composites elaborated with the combinations of limestone, silica fume and cement were modeled statistically with the purpose of estimating the behavior of the matrix. The water demand of the cementitious systems was determined experimentally and used in the matrixes extrusion. After the Matrix Selection, their mechanical and physical properties were modeled statistically, with different pulp eucalyptus and polypropylene fibers quantities. The formulas with the expected characteristics were evaluated to the accelerated aging for 200 wet-drying cycles. Finally the reproducibility was analyzed using the Weibull module for the selected formulas. The rheological studies verified that the polypropylene fibers demonstrate the largest increase in the values of the rheological parameters when compared with the effects of the limestone, silica fume or eucalyptus pulp, inducing larger extrusion pressures. The increment of the rheological modifier hydroxypropyl methylcellulose decreases the module of rupture in the cementitious composite, and simultaneously during the process it promotes the increment of the extrusion pressure. The statistical models used to reinforce the matrix modeling were of large complexity and with smaller coefficient determination when compared to matrixes used for modeling. The fiber cement market price is approximately 64% smaller than the raw materials and admixtures used in extruded fiber cement in this study.

LIMA, A. G. T. Caracterização do isolamento acústico de polímeros reciclados adicionados de fibras de bambu utilizando análise do coeficiente de absorção sonora em tubos de impedância. 2016. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-08-03T11:23:06Z No. of bitstreams: 1 2016 _dis_agtlima.pdf: 3783170 bytes, checksum: c9ba219291a612a5e381437c4f7bef12 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-03T16:06:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016 _dis_agtlima.pdf: 3783170 bytes, checksum: c9ba219291a612a5e381437c4f7bef12 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-03T16:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 _dis_agtlima.pdf: 3783170 bytes, checksum: c9ba219291a612a5e381437c4f7bef12 (MD5) Previous issue date: 2016-07-20 / The use of vegetal fibers added to polymers has been considerably increasing over the last few years, both for economic reasons as for environmental concerns. As an example of the latter, we have the new European directive (2009 Renewable Energy Directive) which stablishes increasing use of renewable energy and overall reduction of energy consumption as a target for 2020. One of the polymers with greater diversity of applications and diversity of use is the Polypropylene. The material itself is difficult to degrade naturally so an incentive is necessary to recycle, recover and reuse it. Within this context, and with a growing social concern for environmentally sustainable solutions, there is the prospect of using plant fibers (typically abundant in tropical regions such as the Brazilian Northeast) in conjunction with this polymer to see if the mechanical and acoustic properties of the proposed composites are suited to those required by current safety and comfort standards. Once one possible combination of bamboo fibers and polypropylene meet the requirements of a particular application and after setting up a viable manufacturing method, it is possible to replace the materials used by the industry today by new less aggressive substances to the environment and, probably, lower indirect economic costs. Among the main results, the composite of recycled polypropylene with treated fibers and bi-directionally oriented presented a sound absorption coefficient up to 95% higher than the recycled polypropylene without any fibers. / A utilização de polímeros adicionados de fibras vegetais vem aumentando consideravelmente nos últimos anos, por motivações tanto econômicas quanto ambientais. Como exemplo desta última, tem-se a nova diretriz europeia (2009 Renewable Energy Directive) que estabelece a maior utilização de energias renováveis e redução geral de consumo energético nos transportes como meta para 2020. Um dos polímeros com maior diversidade de aplicações e versatilidade de uso é o Polipropileno. O material em si é de difícil degradação natural, de modo que se faz necessário um incentivo à reciclagem, recuperação e reutilização do mesmo neste cenário. Dentro deste âmbito, e com uma crescente preocupação da sociedade por soluções ambientalmente sustentáveis, surge a perspectiva de utilizar fibras vegetais (tipicamente abundante em regiões tropicais como é o caso do Nordeste brasileiro) em conjunto com este polímero para verificar se as propriedades mecânicas e acústicas dos compósitos propostos atendem às requeridas pelos padrões de segurança e conforto vigentes. Uma vez encontrada alguma combinação possível de fibras de bambu e polipropileno que atenda às exigências de uma determinada aplicação e estabelecendo-se um método de fabricação viável, é possível substituir os materiais hoje utilizados pela indústria por novas substâncias menos agressivas ao meio ambiente e, provavelmente, de menor custo econômico indireto. Dentre os principais resultados deste trabalho, o compósito de polipropileno reciclado com fibras tratadas orientadas bidirecionalmente apresentou coeficiente de absorção sonora 95% do que o polipropileno reciclado sem adição de fibras.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000391370-Texto+Completo-0.pdf: 10729951 bytes, checksum: bd049b5c516fe57913ea03e2ee36c3ee (MD5) Previous issue date: 2007 / The present work investigates for the first time the possibility of using vegetable fibers originated from the açaí pulp extraction, fruit of Euterpe oleracea, as an alternative material for the construction sector. This study comprised studies related to the determination of fiber properties such as morphology and physicochemical properties, to composites manufacturing by different fiber rates in Portland cement matrixes, besides the evaluation of properties of the final material, such as physical properties (specific gravity, apparent porosity and water absorption) and mechanical tests (compressive, flexural and split strength tests) evaluating the better fiber rate in the specimens produced. The cement based composite reinforced with açaí fiber did not present a significant decrease on compressive strength. Besides, these fibers increased the tensile strength (approximately 13% in average) the fibrocement materials produced with this reinforcement. The proposed reinforcement presented a good performance regarding adhesion to the matrix and consequently post-crack behavior inherent to fibrocement, strengthening the region near the fracture. Composite materials reinforced with non-treated açaí fiber presents good mechanical properties. In all, the açaí fibers, which may be obtained at near zero cost, showed the potential to be used in cement matrixes as a reinforcement providing an adequate mechanical performance and reducing the cost of the final product. Besides, the use of these fibers may be beneficial to families responsible for their extraction and preliminary treatment, and therefore social and economical aspects are also involved if new applications are found for the açaí fibers. / O presente trabalho investiga pela primeira vez a possibilidade de utilização de fibras vegetais oriundas do subproduto da extração da polpa de açaí, fruto da estirpe Euterpe oleracea, como material alternativo para o setor de construção civil. O estudo envolveu aspectos relacionados à determinação de propriedades da fibra tais como morfologia e propriedades físico-químicas, à produção de corpos-de-prova com diferentes teores de fibra, além de ensaios físicos (massa específica, porosidade aparente e absorção de água) e mecânicos (ensaios de compressão axial, de tração na flexão e de tração por compressão diametral) para avaliação de desempenho do material final, bem como a proporção mais adequada de fibra em relação ao cimento Portland dentre os traços ensaiados. Os compósitos cimentícios reforçados com fibras de açaí não apresentaram perda significativa de resistência à compressão. Além disso, as fibras incrementaram de forma satisfatória a resistência à tração (aproximadamente 13% em média) de fibrocimentos produzidos com este reforço. O reforço proposto apresentou um bom desempenho de adesão com a matriz e conseqüente comportamento pós-fissura inerente aos fibrocimentos, reforçando a região adjacente à fratura. Compósitos reforçados com fibra de açaí in natura apresentaram boas propriedades mecânicas. Portanto, as fibras de açaí, material disponibilizado a custo zero, são passíveis de aplicação como reforço de matrizes cimentícias, proporcionando um bom desempenho mecânico e reduzindo o custo do produto final, devido ao valor das fibras incorrer somente no seu beneficiamento, que pode ser manual e inserido em contexto social.

Este trabalho propõe contribuir no desenvolvimento do processo de extrusão para a produção de compósitos cimentícios, mediante metodologia que possibilite a obtenção de formulações extrudáveis utilizando cimento Portland de alta resistência inicial, sílica ativa, calcário, polpa de celulose de eucalipto, fibras de polipropileno e aditivos. Para isso, foram caracterizadas as matérias-primas como subsidio para as discussões. O efeito dos diferentes componentes da formulação no comportamento reológico da mistura foi avaliado utilizando reômetro extrusor. As propriedades físicas e mecânicas dos compósitos elaborados com combinações de calcário, sílica ativa e cimento foram modeladas estatisticamente com o propósito de estimar o comportamento das matrizes. A demanda de água dos sistemas cimentícios foi determinada experimentalmente e utilizada na extrusão das matrizes. Selecionada uma matriz, suas propriedades mecânicas e físicas foram modeladas, estatisticamente, com diferentes teores de polpa celulósica de eucalipto e fibras de polipropileno. As formulações com características desejadas foram avaliadas ao envelhecimento acelerado por 200 ciclos de imersão-secagem. Finalmente foi analisada a reprodutibilidade utilizando o módulo de Weibull para as formulações selecionadas. O estudo reológico constatou que as fibras de polipropileno apresentam os maiores aumentos nos valores dos parâmetros reológicos se comparados com os efeitos do calcário, sílica ou celulose de eucalipto, repercutindo em maiores pressões de extrusão. O incremento do modificador reológico hidroxipropilmetilcelulose reduz no compósito cimentício o módulo de ruptura mesmo que durante o processamento, promova o incremento da pressão de extrusão. Os modelos estatísticos empregados para modelar a matriz reforçada foram de maior complexidade e com menor coeficiente de determinação se comparados com os utilizados na modelagem das matrizes. O preço de mercado do fibrocimento é aproximadamente 64% menor do que os determinados utilizando unicamente os valores das matérias-primas e aditivos do fibrocimento extrudado no presente estudo. / This work intends to contribute in the development of the extrusion process for the production of cementitious composites, through methodology that makes it possible to obtain formulas using high resistance Portland cement, silica fume, limestone, eucalyptus pulp, polypropylene fibers and admixtures. With this intention, the raw materials were characterized as a support for the discussions. The effects of the different components of the formula on the rheological behavior of the mixture were evaluated using an extrusion rheometer. The physical and mechanical properties of the composites elaborated with the combinations of limestone, silica fume and cement were modeled statistically with the purpose of estimating the behavior of the matrix. The water demand of the cementitious systems was determined experimentally and used in the matrixes extrusion. After the Matrix Selection, their mechanical and physical properties were modeled statistically, with different pulp eucalyptus and polypropylene fibers quantities. The formulas with the expected characteristics were evaluated to the accelerated aging for 200 wet-drying cycles. Finally the reproducibility was analyzed using the Weibull module for the selected formulas. The rheological studies verified that the polypropylene fibers demonstrate the largest increase in the values of the rheological parameters when compared with the effects of the limestone, silica fume or eucalyptus pulp, inducing larger extrusion pressures. The increment of the rheological modifier hydroxypropyl methylcellulose decreases the module of rupture in the cementitious composite, and simultaneously during the process it promotes the increment of the extrusion pressure. The statistical models used to reinforce the matrix modeling were of large complexity and with smaller coefficient determination when compared to matrixes used for modeling. The fiber cement market price is approximately 64% smaller than the raw materials and admixtures used in extruded fiber cement in this study.

O aproveitamento de fibras de origem vegetal, como reforço de matrizes inorgânicas frágeis à base de cimento, é uma alternativa que tem despertado interesse ao redor do mundo pelas suas vantagens a nível econômico, social e ambiental. Porém, seu uso apresenta limitações em relação à baixa durabilidade apresentada por este material de reforço nos compósitos, refletida na perda de resistência das fibras celulósicas degradadas pelo ambiente alcalino da matriz e na instabilidade dimensional-volumétrica. Como alternativa para esse problema, pesquisas têm mostrado que é possível implementar mecanismos que modifiquem certas propriedades das fibras celulósicas antes de serem incorporadas como reforço na matriz cimentícia. Dentro desse contexto, este estudo aplicou e avaliou o efeito do tratamento de hornificação, que consta de quatro ciclos de secagem e umedecimento, sobre polpas celulósicas de eucalipto e pinus branqueadas e não branqueadas, como processo para otimizar as suas características e permitir uma maior durabilidade e desempenho dos compósitos de cimento reforçado. Foram determinadas e analisadas as características químicas, físico-mecânicas, morfológicas e microestruturais das polpas antes e após o processo de hornificação. Posteriormente, em uma segunda etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios reforçados com polpas tratadas e não tratadas e realizada a avaliação de suas propriedades termo-físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade após cura térmica e 200 ciclos de envelhecimento acelerado. Os resultados indicam que o tratamento de hornificação nas fibras provocou a redução dos teores de retenção de água, não gerou diminuição significativa na viscosidade ou índice de cristalinidade e foram observadas mudanças morfológicas em relação ao colapso da fibra e maior rugosidade da sua superfície. Em relação ao desempenho das propriedades físicas dos compósitos com cura térmica ou após envelhecimento acelerado não foi identificada influência significativa das fibras de reforço tratadas, quando comparadas com não tratadas. Considerando as propriedades mecânicas, foram observadas melhorias na energia especifica de compósitos submetidos à cura térmica com fibras tratadas, destacando-se as polpas de eucalipto não branqueado tratadas como a fibra de reforço, com os melhores valores de energia especifica e módulo de ruptura. Após o ensaio de envelhecimento acelerado foi observado uma queda nas propriedades mecânicas de interesse dos compósitos para todos os tipos de fibras tratadas e não tratadas, indicando uma deterioração das polpas e perda da capacidade de reforço ao longo do tempo. Os resultados de condutividade térmica indicam que o fibrocimento com fibras hornificadas apresenta um desempenho térmico que favorece sua aplicação em coberturas de instalações zootécnicas. / The use of vegetable fibers as reinforcement of cement based inorganic matrices, is an alternative that has attracted attention around the world for its economic, social and environmental benefits. However, their use has limitations with respect to low-term reinforcement capacity in composites, reflected in the strength loss of cellulosic fibers which are degraded by the alkaline environment of the matrix and the volumetric-dimensional instability. As an alternative to this problem, several researches have showed that it is possible to implement mechanisms that modify certain properties of cellulosic fibers before their incorporation as cement matrix reinforcement. In this context, this study applied and evaluated the effect of the treatment of hornification, which consists of four drying and wetting cycles on bleached and unbleached eucalyptus and pine pulps, as a process to optimize their characteristics and allow a greater durability and performance of the reinforced cement composites. Chemical, physical-mechanical, morphological and microstructural characteristics of the pulp were determined and analyzed before and after hornification process. Later, in a second stage, cement composites reinforced with treated and untreated pulp were produced and the evaluation of its thermo-physical and mechanical properties, microstructural and durability after thermal curing and 200 cycles of accelerate aging ware assessed. The results indicate that the treatment of hornification on the fibers induced reduction of water retention values, did not cause significant decrease in viscosity or crystallinity index and morphological changes were observed regarding to the collapse of the fiber and its surface roughness increased. In relation to the physical properties of the composites with thermal curing or after accelerated aging not significant influence of treated reinforcing fibers was identified, when compared with untreated. Considering the mechanical properties improvements in specific energy was observed determined for composites subjected to thermal curing with treated fibers, highlighting the treated unbleached eucalyptus as reinforcing fiber, with the best specific energy and modulus of rupture values. After the accelerated aging a decrease in the mechanical properties of the composites was observed for all types of treated and untreated fibers indicating a deterioration of pulp and a loss of its capacity of reinforcement over time. The results of thermal conductivity indicated that the fibercements with hornificated fibers have a thermal performance that would favor its application in livestock roofing facilities.

O aproveitamento de fibras de origem vegetal, como reforço de matrizes inorgânicas frágeis à base de cimento, é uma alternativa que tem despertado interesse ao redor do mundo pelas suas vantagens a nível econômico, social e ambiental. Porém, seu uso apresenta limitações em relação à baixa durabilidade apresentada por este material de reforço nos compósitos, refletida na perda de resistência das fibras celulósicas degradadas pelo ambiente alcalino da matriz e na instabilidade dimensional-volumétrica. Como alternativa para esse problema, pesquisas têm mostrado que é possível implementar mecanismos que modifiquem certas propriedades das fibras celulósicas antes de serem incorporadas como reforço na matriz cimentícia. Dentro desse contexto, este estudo aplicou e avaliou o efeito do tratamento de hornificação, que consta de quatro ciclos de secagem e umedecimento, sobre polpas celulósicas de eucalipto e pinus branqueadas e não branqueadas, como processo para otimizar as suas características e permitir uma maior durabilidade e desempenho dos compósitos de cimento reforçado. Foram determinadas e analisadas as características químicas, físico-mecânicas, morfológicas e microestruturais das polpas antes e após o processo de hornificação. Posteriormente, em uma segunda etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios reforçados com polpas tratadas e não tratadas e realizada a avaliação de suas propriedades termo-físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade após cura térmica e 200 ciclos de envelhecimento acelerado. Os resultados indicam que o tratamento de hornificação nas fibras provocou a redução dos teores de retenção de água, não gerou diminuição significativa na viscosidade ou índice de cristalinidade e foram observadas mudanças morfológicas em relação ao colapso da fibra e maior rugosidade da sua superfície. Em relação ao desempenho das propriedades físicas dos compósitos com cura térmica ou após envelhecimento acelerado não foi identificada influência significativa das fibras de reforço tratadas, quando comparadas com não tratadas. Considerando as propriedades mecânicas, foram observadas melhorias na energia especifica de compósitos submetidos à cura térmica com fibras tratadas, destacando-se as polpas de eucalipto não branqueado tratadas como a fibra de reforço, com os melhores valores de energia especifica e módulo de ruptura. Após o ensaio de envelhecimento acelerado foi observado uma queda nas propriedades mecânicas de interesse dos compósitos para todos os tipos de fibras tratadas e não tratadas, indicando uma deterioração das polpas e perda da capacidade de reforço ao longo do tempo. Os resultados de condutividade térmica indicam que o fibrocimento com fibras hornificadas apresenta um desempenho térmico que favorece sua aplicação em coberturas de instalações zootécnicas. / The use of vegetable fibers as reinforcement of cement based inorganic matrices, is an alternative that has attracted attention around the world for its economic, social and environmental benefits. However, their use has limitations with respect to low-term reinforcement capacity in composites, reflected in the strength loss of cellulosic fibers which are degraded by the alkaline environment of the matrix and the volumetric-dimensional instability. As an alternative to this problem, several researches have showed that it is possible to implement mechanisms that modify certain properties of cellulosic fibers before their incorporation as cement matrix reinforcement. In this context, this study applied and evaluated the effect of the treatment of hornification, which consists of four drying and wetting cycles on bleached and unbleached eucalyptus and pine pulps, as a process to optimize their characteristics and allow a greater durability and performance of the reinforced cement composites. Chemical, physical-mechanical, morphological and microstructural characteristics of the pulp were determined and analyzed before and after hornification process. Later, in a second stage, cement composites reinforced with treated and untreated pulp were produced and the evaluation of its thermo-physical and mechanical properties, microstructural and durability after thermal curing and 200 cycles of accelerate aging ware assessed. The results indicate that the treatment of hornification on the fibers induced reduction of water retention values, did not cause significant decrease in viscosity or crystallinity index and morphological changes were observed regarding to the collapse of the fiber and its surface roughness increased. In relation to the physical properties of the composites with thermal curing or after accelerated aging not significant influence of treated reinforcing fibers was identified, when compared with untreated. Considering the mechanical properties improvements in specific energy was observed determined for composites subjected to thermal curing with treated fibers, highlighting the treated unbleached eucalyptus as reinforcing fiber, with the best specific energy and modulus of rupture values. After the accelerated aging a decrease in the mechanical properties of the composites was observed for all types of treated and untreated fibers indicating a deterioration of pulp and a loss of its capacity of reinforcement over time. The results of thermal conductivity indicated that the fibercements with hornificated fibers have a thermal performance that would favor its application in livestock roofing facilities.

O objetivo deste trabalho é controlar a incidência de fissuras em fibrocimentos aplicando o conceito de materiais com gradação funcional através da protensão química gerada pela aplicação de silicato de sódio alcalino entre as camadas dos fibrocimentos. Atualmente é bastante comum os fibrocimentos apresentarem fissuras ao longo das bordas devido aos gradientes de umidade gerados durante a estocagem das pilhas de telhas no pátio das indústrias. O potencial da protensão química foi avaliado através da porosidade total, da quantificação das fases hidratadas, da retração por secagem e do desempenho mecânico. A aplicação de silicato de sódio alcalino no ligante CPII F provocou retração por secagem 1,5 vezes maior que a referência aos 91 dias. O módulo de ruptura (MOR) não sofreu alteração, mas o limite de proporcionalidade da matriz (LOP) aumentou em torno de 95%. O módulo de elasticidade dinâmico foi 13 % maior. O aumento da retração por secagem e o ganho de desempenho mecânico apontam o potencial da protensão química para o controle da fissuração em fibrocimentos produzidos pelo processo Hatschek. / The objective of this work is controlling the incidence of cracks in fiber cement, using the concept of functionally graded materials through the chemical prestressing, generated by application of alkaline sodium silicate among fiber cement layers. Currently, its very common the fiber cements present cracks along the edges due to moisture gradients, caused during storage of piles of tiles in the courtyard of the industry. The chemical prestressing potential was evaluated through of the total porosity, the quantification of hydrate phases, the drying shrinkage and the mechanical performance. The application of alkaline sodium silicate in the cement CPII F caused drying shrinkage 1,5 times greater than the reference to 91 days. The modulus of rupture (MOR) didnt suffer change, but the proportional limit of matrix (LOP) increased by around 95%. The dynamic modulus of elasticity was 13% higher. The increase of drying shrinkage and the mechanical performance gain indicate the chemical prestressing potential to control the cracking in fiber cement produced by the process Hatschek.

O aproveitamento de fibras naturais como materiais de reforço em compósitos cimentícios é uma alternativa que apresenta potencial técnico, econômico, social e ambiental. Porém seu uso é limitado pela baixa durabilidade e estabilidade dimensional, refletidas na perda da capacidade de reforço das fibras em consequência da sua rápida degradação dentro da matriz de cimento. Para abordar esta situação, estudos ao redor do mundo mostraram que é possível aplicar tratamentos sobre as fibras e/ou matriz, modificando seu comportamento e obtendo resultados positivos. Dentro deste contexto, o presente estudo teve por objetivo aplicar e avaliar o efeito do tratamento de hornificação sobre polpas vegetais de eucalipto e pinus (não branqueadas) e do tratamento de carbonatação acelerada ou uso de adições pozolânicas sobre a matriz de cimento, alterando sua alcalinidade, buscando assim, maior durabilidade do material de reforço e otimizando o desempenho geral do compósito. Para atingir os objetivos propostos foram determinadas e analisadas propriedades físicas, morfologias e microestruturais das polpas antes e após do processo de hornificação. Posteriormente, em uma segunda etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios com vistas em determinar o teor de reforço ótimo (6%, 8% e 10%) de polpas celulósicas (tratadas e não tratadas), curados por cura térmica sendo avaliados por meio da determinação de propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Seguidamente, em uma terceira etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios com polpas celulósicas (tratadas e não tratadas) curados por carbonatação acelerada, sendo avaliados por meio da determinação de propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Na última etapa, foram avaliadas formulações de compósitos cimentícios reforçados com a polpa celulósica (tratada e não tratada) de melhor desempenho com adição de cinzas de casca de arroz ou resíduo de carvão ativado como material pozolânico, sendo avaliadas suas propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Os resultados obtidos permitem identificar que a hornificação gera modificações na estrutura interna das polpas reduzindo sua capacidade de absorção de água, estabilidade dimensiona, colapso do lúmen e incremento da rugosidade superficial sem ocasionar deterioração da sua estrutura ou componentes. No que concerne à influência da porcentagem de polpa de reforço aplicada, o desempenho das propriedades físico-mecânicas caiu proporcionalmente com o incremento da porcentagem de reforço, sendo este fenômeno acompanhado pela formação de aglomerações de polpas. Assim, os compósitos com 6% de reforço de polpas de eucalipto ou pinus se destacaram pelo desempenho. Em relação ao reforço com fibras hornificadas, foram obtidas melhoras no desempenho do módulo de ruptura e energia específica, com destacável conservação após do material ser envelhecido. Ao ser aplicada a cura por carbonatação acelerada sobre as matrizes, se obtiveram melhoras destacáveis na durabilidade das fibras e no desempenho mecânico antes e após do envelhecimento acelerado em relação aos compósitos curados por cura térmica. Estas melhoras foram mais representativas com o reforço de polpas hornificadas. O uso de substituição parcial do cimento por CCA mostrou o pior desempenho físico-mecânico. Por sua vez, a substituição de 25% de RCA permitiu alcançar melhoras no comportamento das propriedades físico-mecânicas das matrizes, especialmente com o reforço com a polpa hornificada. / The use of natural fibers as reinforcement materials in cement composites is an alternative that offers technical, economic, social and environmental potential. But their use is limited by its low durability and dimensional stability, reflected in a building capacity loss as result of its rapid degradation within the cement matrix. To address this situation, studies around the world show that it is possible to apply treatments on the fibers and/or the matrix, thus, modifying their behavior and obtaining positive results. Within this context, this study aimed to implement and evaluate the effect an hornification treatment on eucalyptus and pine kraft pulps (unbleached); and an accelerated carbonation treatment or use pozzolanic additions on the cement matrix that changes its alkalinity, seeking thus, greater durability of the reinforcing material, optimizing the overall performance of the composite. To achieve the proposed objectives, the physical, and microstructural morphologies of the pulps were determined and analyzed before and after the hornification process. Then, in a second stage of the work, cementitious composites were produced with a view to determining the optimal reinforcement content (6%, 8% and 10%) of cellulosic pulps (treated and untreated), cured by thermal curing, being evaluated by the determination of its durability, physical-mechanical and microstructure properties. Subsequently, in a third stage of the work, cementitious composites were developed with cellulose pulps (treated and untreated) and cured by accelerated carbonation, being evaluated by the determination of its durability, physical-mechanical and microstructure properties. In the last stage, formulations of cementitious composites reinforced with cellulose pulps (treated and untreated) of better performance were evaluated with the addition of rice husk ash (CCA) or activated coal mining waste (RCA) as pozzolanic material, being evaluated their physicomechanical, microstructural and durability properties. Therefore, we expected to obtain a cement matrix of low alkalinity and a reinforcing fiber with lower capacity for water absorption and higher dimensional stability, which acting together would achieve a superior mechanical performance as well as a longer durability over time. The obtained results allow to identify that the hornification generates modifications in the internal structure of the pulps reducing its capacity of water absorption, stability, lumen collapse and increase surface roughness without causing deterioration of its structure or components. Regarding the influence of the percentage of reinforcing pulp applied, the performance of the physical-mechanical properties fell proportionally with the increment of the reinforcement percentage, being this phenomenon accompanied by formation of agglomerations of pulps. Thus, the composites with 6% reinforcement of pulps of eucalyptus or pinus stood out by the performance. In relation to the reinforcement with hornificated fibers, the performance of the modulus of rupture and specific energy were obtained, with detachable conservation after the material was aged. When accelerated carbonatation curing was applied to the matrices, the durability of the fibers and the mechanical performance before and after the accelerated aging were obtained in relation to the heat curing composites. These improvements were more representative with the reinforcement of hornified pulps. The use of partial cement substitution by CCA showed the worst physicomechanical performance. On the other hand, the substitution of 25% or RCA allowed to achieve improvements in the behavior of the physical-mechanical properties of the matrices, especially with the reinforcement with the hornified pulp.

O aproveitamento de fibras naturais como materiais de reforço em compósitos cimentícios é uma alternativa que apresenta potencial técnico, econômico, social e ambiental. Porém seu uso é limitado pela baixa durabilidade e estabilidade dimensional, refletidas na perda da capacidade de reforço das fibras em consequência da sua rápida degradação dentro da matriz de cimento. Para abordar esta situação, estudos ao redor do mundo mostraram que é possível aplicar tratamentos sobre as fibras e/ou matriz, modificando seu comportamento e obtendo resultados positivos. Dentro deste contexto, o presente estudo teve por objetivo aplicar e avaliar o efeito do tratamento de hornificação sobre polpas vegetais de eucalipto e pinus (não branqueadas) e do tratamento de carbonatação acelerada ou uso de adições pozolânicas sobre a matriz de cimento, alterando sua alcalinidade, buscando assim, maior durabilidade do material de reforço e otimizando o desempenho geral do compósito. Para atingir os objetivos propostos foram determinadas e analisadas propriedades físicas, morfologias e microestruturais das polpas antes e após do processo de hornificação. Posteriormente, em uma segunda etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios com vistas em determinar o teor de reforço ótimo (6%, 8% e 10%) de polpas celulósicas (tratadas e não tratadas), curados por cura térmica sendo avaliados por meio da determinação de propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Seguidamente, em uma terceira etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios com polpas celulósicas (tratadas e não tratadas) curados por carbonatação acelerada, sendo avaliados por meio da determinação de propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Na última etapa, foram avaliadas formulações de compósitos cimentícios reforçados com a polpa celulósica (tratada e não tratada) de melhor desempenho com adição de cinzas de casca de arroz ou resíduo de carvão ativado como material pozolânico, sendo avaliadas suas propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Os resultados obtidos permitem identificar que a hornificação gera modificações na estrutura interna das polpas reduzindo sua capacidade de absorção de água, estabilidade dimensiona, colapso do lúmen e incremento da rugosidade superficial sem ocasionar deterioração da sua estrutura ou componentes. No que concerne à influência da porcentagem de polpa de reforço aplicada, o desempenho das propriedades físico-mecânicas caiu proporcionalmente com o incremento da porcentagem de reforço, sendo este fenômeno acompanhado pela formação de aglomerações de polpas. Assim, os compósitos com 6% de reforço de polpas de eucalipto ou pinus se destacaram pelo desempenho. Em relação ao reforço com fibras hornificadas, foram obtidas melhoras no desempenho do módulo de ruptura e energia específica, com destacável conservação após do material ser envelhecido. Ao ser aplicada a cura por carbonatação acelerada sobre as matrizes, se obtiveram melhoras destacáveis na durabilidade das fibras e no desempenho mecânico antes e após do envelhecimento acelerado em relação aos compósitos curados por cura térmica. Estas melhoras foram mais representativas com o reforço de polpas hornificadas. O uso de substituição parcial do cimento por CCA mostrou o pior desempenho físico-mecânico. Por sua vez, a substituição de 25% de RCA permitiu alcançar melhoras no comportamento das propriedades físico-mecânicas das matrizes, especialmente com o reforço com a polpa hornificada. / The use of natural fibers as reinforcement materials in cement composites is an alternative that offers technical, economic, social and environmental potential. But their use is limited by its low durability and dimensional stability, reflected in a building capacity loss as result of its rapid degradation within the cement matrix. To address this situation, studies around the world show that it is possible to apply treatments on the fibers and/or the matrix, thus, modifying their behavior and obtaining positive results. Within this context, this study aimed to implement and evaluate the effect an hornification treatment on eucalyptus and pine kraft pulps (unbleached); and an accelerated carbonation treatment or use pozzolanic additions on the cement matrix that changes its alkalinity, seeking thus, greater durability of the reinforcing material, optimizing the overall performance of the composite. To achieve the proposed objectives, the physical, and microstructural morphologies of the pulps were determined and analyzed before and after the hornification process. Then, in a second stage of the work, cementitious composites were produced with a view to determining the optimal reinforcement content (6%, 8% and 10%) of cellulosic pulps (treated and untreated), cured by thermal curing, being evaluated by the determination of its durability, physical-mechanical and microstructure properties. Subsequently, in a third stage of the work, cementitious composites were developed with cellulose pulps (treated and untreated) and cured by accelerated carbonation, being evaluated by the determination of its durability, physical-mechanical and microstructure properties. In the last stage, formulations of cementitious composites reinforced with cellulose pulps (treated and untreated) of better performance were evaluated with the addition of rice husk ash (CCA) or activated coal mining waste (RCA) as pozzolanic material, being evaluated their physicomechanical, microstructural and durability properties. Therefore, we expected to obtain a cement matrix of low alkalinity and a reinforcing fiber with lower capacity for water absorption and higher dimensional stability, which acting together would achieve a superior mechanical performance as well as a longer durability over time. The obtained results allow to identify that the hornification generates modifications in the internal structure of the pulps reducing its capacity of water absorption, stability, lumen collapse and increase surface roughness without causing deterioration of its structure or components. Regarding the influence of the percentage of reinforcing pulp applied, the performance of the physical-mechanical properties fell proportionally with the increment of the reinforcement percentage, being this phenomenon accompanied by formation of agglomerations of pulps. Thus, the composites with 6% reinforcement of pulps of eucalyptus or pinus stood out by the performance. In relation to the reinforcement with hornificated fibers, the performance of the modulus of rupture and specific energy were obtained, with detachable conservation after the material was aged. When accelerated carbonatation curing was applied to the matrices, the durability of the fibers and the mechanical performance before and after the accelerated aging were obtained in relation to the heat curing composites. These improvements were more representative with the reinforcement of hornified pulps. The use of partial cement substitution by CCA showed the worst physicomechanical performance. On the other hand, the substitution of 25% or RCA allowed to achieve improvements in the behavior of the physical-mechanical properties of the matrices, especially with the reinforcement with the hornified pulp.