[pt] Os problemas à saúde acarretados pela exposição às fibras
minerais do amianto (asbesto) têm motivado esforços para a
substituição destas fibras nos diversos componentes que as
empregam como matéria prima. Devido às propriedades físicas
e mecânicas e estabilidade química do amianto, bem como
sua afinidade natural com a matriz cimentícia, o cimento-
amianto é um compósito com excepcionais características de
resistência e durabilidade a um custo relativamente baixo.
Tais características fazem da busca por um reforço
alternativo ao asbesto um desafio, mobilizando indústria e
pesquisadores desde a década de 70. Neste contexto,
considerando sua disponibilidade e características
mecânicas, as fibras celulósicas se mostram como
alternativa viável, tendo sido empregadas industrialmente
como reforço em fibrocimentos há mais de duas décadas.
Entretanto, mesmo com a industrialização, alguns aspectos
de seu comportamento, principalmente aqueles relacionados à
durabilidade, são ainda foco de intensos esforços de
pesquisa (no Brasil, o estudo do emprego de fibras
celulósicas como alternativa ao amianto teve início em 79,
com os trabalhos pioneiros realizados na PUC-Rio).
Considerando os principais mecanismos causadores de
degradação nos fibrocimentos, todos eles relacionados ao
transporte de fluidos pela rede porosa do material, tem-se
que o principal método empregado para melhoria nas
características de durabilidade é a substituição parcial do
cimento por aditivos com alto teor de sílica amorfa
finamente moídos. As melhores características assim obtidas
decorrem de modificações na estrutura da matriz e,
principalmente, da interface. A casca de arroz, é um
resíduo agrícola produzido em grande quantidade no Brasil.
Quando não empregada como combustível no próprio
eneficiamento do arroz ou em outras atividades rurais, a
casca de arroz é disposta sem qualquer controle,
apresentando-se assim como um problema ambiental.
Entretanto, se queimada em condições controladas, a casca
de arroz resulta em cinza, CCA, com alto teor de sílica (80-
90 por cento) altamente amorfa, apresentando boa reatividade com o
cimento. Portanto, a CCA foi empregada neste trabalho como
material de substituição parcial do cimento em compósitos
reforçados por polpas de bambu, buscando com isso melhorar
as características relacionadas à durabilidade destes
fibrocimentos. Foi observado que o emprego de até 30 por cento de
CCA com baixo teor de carbono como substituição parcial do
cimento resultou em um substancial decréscimo na porosidade
da matriz e interface do compósito. Por conseqüência,
estes compósitos apresentaram permeabilidade
significativamente inferior à daqueles produzidos sem CCA.
Com o emprego de CCA com alto teor de carbono (simulando a
cinza obtida de queima não controlada, como a realizada no
beneficiamento do arroz) é possível obter resultados
semelhantes, uma vez que o compósito seja submetido à cura
acelerada em autoclave. Neste caso, devem ser empregadas
taxas ainda maiores de substituição parcial do cimento por
CCA, com os melhores resultados observados em compósitos
cujas matrizes compunham-se por 50 por cento da CCA. Além destes
aspectos intimamente ligados aos principais mecanismos de
degradação dos compósitos, foi observado que a CCA também
favorece a aderência interfacial nos compósitos,
acarretando em maior resistência mecânica. / [en] Asbestos is regarded as a hazardous material since the
60 s, motivating the efforts for the replacement of these
mineral fibres in the vast range of materials in which they
are applied as a raw material. Asbestos-cement was the first
building material produced in large scale applying natural
fibres as reinforcement in cement-based materials. Due the
physical and mechanical behaviour and chemical stability of
asbestos fibres, as well as their natural affinity with the
cementitious matrix, asbestos-cement presents remarkable
strength and durability, associated to a relative low cost.
Such characteristics make the search for a suitable
replacement to asbestos in fibre-cements a challenge,
mobilizing industry and researchers since the early 70 s.
Considering their availability and mechanical strength,
cellulose fibres have proven to be a viable alternative to
asbestos, being employed by the industry as reinforcement
in fibre-cements for more than two decades. However, in
spite of their well established production and
commercialization in many parts of the world, some aspects
of the cellulose-cement composites behaviour still
motivates research efforts, which are mainly focused on
durability aspects. The main deterioration mechanisms
acting in cellulose-cement composites are all related to
fluid transport within the pore network of the composites
and the most applied treatment method is the partial
replacement of cement by finely ground admixtures with high
active silica content. The improvements in the durability
aspects of composites are achieved by modifying the
characteristics of the matrix and, mainly, the interfacial
region. Rice husk is an agricultural residue produced in
large scale in Brazil. If not applied as fuel in the rice
mills or in others rural activities, the rice husk is
disposed without control, resulting in an ecological
problem. However, the pyrolysis of rice husk yields ash
with high silica content, (80-90 percent). When burned in a proper
way, this silica remains amorphous, presenting high
reactivity with cement. Due to these characteristics rice
husk ash, RHA, is applied in this PUC-Rio - Certificação
Digital No 9924941/CA research as the treatment method in
cement composites reinforced by bamboo pulp. It was
observed that blended cement with up to 30 percent RHA with low
carbon content resulted in a significant decrease in the
porosity of the matrix and interface of the composite. As a
consequence, these blended-cement composites presented
water permeability expressively lower than that of the
composites produced without RHA. High carbon content RHA
was also applied, simulating the use of ash obtained by a
non-controlled burning process. Similar results as those
observed in composites with low-carbon-content RHA were
achieved, once accelerated autoclave curing was applied to
the composites. In this case, for better composite
properties, higher RHA content must be used, with the best
results being observed in composites with 50 percent RHA. Also,
besides these aspects closely related to the main
deterioration mechanisms of the composites, it was observed
that RHA enhances the fiber-matrix interaction in the
interface, improving the mechanical behaviour of the
composites.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:5002 |
| Date | 14 June 2004 |
| Creators | CONRADO DE SOUZA RODRIGUES |
| Contributors | KHOSROW GHAVAMI |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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