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Previous issue date: 2010-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The interest of the use of Bamboo in the field of construction is growing around the
world. This can be attributable to its good engineering properties as well as the fact that
it comes from a renewable source. In the North-eastern, Bambusa vulgaris is the most
common type. The aim of the research is to evaluate the parameters of impregnation of
the bamboo with diverse fluids aiming at to the improvement of the mechanical properties
and durability. In this way, it was necessary to evaluate the microstructure of the
bamboo, so that the possibility of impregnation of these fluids can be observed. Some
treatments of sample preparation had been tested for one better characterization of the
porous structure of the bamboo through optic microscopy, having been chosen the attack
for a FAA solution (4% of formaldehyde, 5% of acetic acid ascetic, 50% of ethylic
alcohol). The constituents of the bamboo (parenchyma, fibers and vases) has been quantified
and analyzed through a tool of recognition of images of optic microscopy. Of
general form the mature bamboo presented 51.45% of parenchyma, 38.75% of fibres
and 9.73% of vases. Already the young presented 57.64% of parenchyma, 33.55% of
fibres and 8.81% of vases. The absorption of the culms was also evaluated by means of
change in mass with time. The bamboo absorption capacity was assessed for different
fluids along the time. The order of magnitude of the absorption is of 5 the 10%, independently
of the used fluid. The absorption of the bamboo varied with the specific mass
and viscosity of fluids. The pH of the young and a mature bamboo was determined, varying
enters 5,72 the 6,61. Two machine of fluid impregnation was projected based in
the Boucherie method, one for resin and to another one for the other fluid. Some parameters
in the process of fluid impregnation had been studied in the bamboo, that is the
following ones: viscosity and density of the fluid (distilled water, oil 20W and oil 40W),
pressure of impregnation, time of harvesting of the bamboo (immediatly after harvesting
and 7 days after harvesting), type of drying (greenhouse 50oC and to the outdoors)
and geometric properties of the bamboo (initial and final mass, initial and final specific
mass, volum, external, internal diameter and thickness of the wall). The variable of reply
of the impregnation assay had been: time of fist drop, outflow and time to cross 20 g
of fluid. An analysis was made statistics, where if it observed which independent variable
had influenced significantly in the reply variable. It was observed that it is possible
to impregnate fluid of diverse viscosities, mainly had the porous structure of the bamboo
that is around 10%. The use of the machine if showed beneficial for this the
process, therefore the pressure introduction also provoked a fast impregnation and a
good development of flow. After the evaluation of the microstructural parameters and
impregnation, the bamboos had been impregnated with a resin and evaluated some mechanical
properties. The bamboos impregnated with resin had a bigger compressive
strength, modulus of elasticity and a bigger durability of what the bamboos without
treatment. / O interesse pela utilização de bambu na área da construção está crescendo em todo o
mundo. Isto pode ser atribuído às suas boas propriedades de engenharia, bem como o
fato de se tratar de uma fonte renovável. Na região Nordeste, o Bambusa vulgaris é a
espécie mais comum. O objetivo da pesquisa é avaliar os parâmetros de impregnação do
bambu com diversos fluidos visando à melhoria das propriedades mecânicas e durabilidade.
Desta forma, foi necessário avaliar a microestrutura do bambu, para que pudesse
ser observada a possibilidade de impregnação desses fluidos.Vários tratamentos de preparação
das amostras foram testados para uma melhor caracterização da estrutura porosa
do bambu através de microscopia ótica, tendo sido escolhido o ataque por uma solução
de FAA (4 % de formaldeído, 5 % de ácido acético, 50 % de álcool etílico). Os tecidos
do bambu (parênquima, fibras e vasos) foram quantificados e analisados através
de uma ferramenta de reconhecimento de imagens de microscopia ótica. De forma geral
o bambu maduro apresentou 51,45 % de parênquima, 38,75 % de fibras e 9,73 % de
vasos. Já o verde apresentou 57,64 % de parênquima, 33,55 % de fibras e 8,81 % de
vasos. A absorção dos colmos também foi avaliada por meio da variação da massa com
o tempo. A capacidade de absorção de bambu foi avaliada para diferentes fluidos, ao
longo do tempo. A ordem de grandeza da absorção é de 5 % a 10 %, independentemente
do fluido utilizado. A absorção do bambu variou com a massa específica e viscosidade
dos fluidos. O pH dos colmos verdes e maduros foi determinado, variando entre 5,72
a 6,61. Foram projetadas duas máquinas de impregnação de fluidos baseadas no método
Boucherie, uma para resina e a outra para os demais fluidos. Foram estudados vários parâmetros
no processo de impregnação de fluidos no bambu, que são os seguintes: viscosidade
e massa específica do fluido (água destilada, óleo 20 W e óleo 40 W), pressão de
impregnação, tempo de corte do bambu (recém-cortado e após 7 dias de corte), tipo de
secagem (estufa a 50oC e ao ar livre) e as propriedades geométricas do bambu (massa
inicial e final, massa específica inicial e final, volume, diâmetro externo, interno e espessura
da parede). As variáveis de resposta do ensaio de impregnação foram: tempo da
1ª gota e tempo para atravessar 20 g de fluido. Foi feita uma análise estatística, em que
se observaram quais variáveis independentes influenciaram significativamente nas variáveis
de resposta. Observou-se que é possível impregnar fluidos de diversas viscosidades,
devido principalmente a estrutura porosa do bambu que é em torno de 10%. A utilização
da máquina se mostrou benéfica para este processo, pois a introdução de pressão
provocou uma rápida impregnação e também um bom desenvolvimento de fluxo. Após
a avaliação dos parâmetros microestruturais e de impregnação, os bambus foram impregnados
com uma resina e foram avaliadas algumas propriedades mecânicas. Os
bambus impregnados com resina tiveram uma maior resistência à compressão, módulo
de elasticidade e uma maior durabilidade do que os bambus in natura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5404 |
| Date | 30 September 2010 |
| Creators | Júnior., Antônio da Silva Sobrinho |
| Contributors | Torres, Sandro Marden |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 3590462550136975366 |
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