Fibra de sisal

CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO

IVES NASCIMENTO BARROS SILVA
LUCIANA VITORINA BRAZ DOS SANTOS
VERENA MENEZES MAMEDIO
TEREZA CRISTINA MIRANDA SOUZA

FIBRA DE SISAL APLICADA AO CONCRETO

Salvador
2015

CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO

IVES NASCIMENTO BARROS SILVA
LUCIANA VITORINA BRAZ DOS SANTOS
VERENA MENEZES MAMEDIO
TEREZA CRISTINA MIRANDA SOUZA

FIBRA DE SISAL APLICADA AO CONCRETO

Pesquisa apresentada para avaliação dos discentes, de nível superior, ministrada pela disciplina Tecnologia e Mecânica dos Materiais, na instituição Jorge Amado.

                                                                            Docente: Luana Sena Nunes

Salvador
2015

1. INTRODUÇÃO

O Sisal (gênero Agave ssp. L., família Agavaceae) é oriundo de uma cidade costeira em Yucatã, México. É a principal fibra dura produzida no mundo, correspondendo a aproximadamente 70% da produção comercial de todas as fibras desse tipo. Esta planta é resistente ao clima, ao sol intenso e é cultivada em regiões tropicais e subtropicais, sendo um plantio comum no nordeste, principalmente nos estados da Bahia, Paraíba e Rio Grande do Norte os principais produtores, com 93,5%, 3,5%  e  3,0%, respectivamente na produção nacional.

O ciclo de transformação da folha de sisal em fios naturais tem início aos 3 anos de vida da planta ou quando suas folhas atingem até cerca de 140cm de comprimento, que podem resultar em fibras de 90cm a 120cm, que possuem de 8 a 10 cm de largura. Da folha se obtém de 3 a 5% do seu peso em fibra. Os 95 a 97% restantes constituem os chamados resíduos do beneficiamento, que são utilizados como adubo orgânico, ração animal e pela indústria farmacêutica. As fibras são constituídas de fibrilas ou fibras elementares que tem de 1,5 a 4 mm de comprimento, diâmetro de 10 a 30 mm, e a espessura da parede celular varia de 6 a 9 mm. A parede celular é constituída de várias camadas, que diferem umas das outras em relação à sua estrutura e composição química. 

A composição química das fibras, a variação do índice de cristalinidade (Ic) e as curvas de raios X ao longo do comprimento da fibra de sisal são apresentadas na figura abaixo. Observa-se que o Ic apresenta comportamento similar ao apresentado pela variação da porcentagem de celulose, aumentando ao longo da fibra da parte basal (1) para a apical (4) à medida que aumenta o conteúdo de celulose presente nas fibras e diminui os conteúdos de hemicelulose e lignina.

[pic 1]

As principais aplicações da fibra de sisal industrializada são na indústria automobilística e também na fabricação de cordas, barbante, cabos marítimos, tapetes, sacos, vassouras, estofamentos, artesanatos e ainda tem utilização industrial na fabricação de pasta celulósica para produção do papel Kraft de alta resistência, e de outros tipos de papel fino, como para cigarro, filtro, absorvente higiênico, fralda, etc.

Além destas aplicações, a literatura relata diversos estudos sobre a modificação da superfície das fibras com objetivo de sua utilização em materiais compósitos poliméricos de grande interesse para a indústria. Os compósitos reforçados com fibras de sisal se destacam por apresentarem alta resistência ao impacto, e boas propriedades de resistência à tração e flexão. Isto é atribuído ao fato da fibra de sisal apresentar um dos maiores valores de módulo de elasticidade e de resistência mecânica entre as fibras naturais.

1. OBJETIVO

Temos como finalidade nessa pesquisa, demonstrar as aplicações da fibra na área da construção civil, bem como, apresentar suas vantagens e desvantagens, além da sua composição química.

1. DESENVOLVIMENTO

MATERIAIS COMPÓSITOS

Segundo Santiago (2002), os materiais compósitos são caracterizados como sendo uma combinação de pelo menos dois materiais, os quais, após a mistura, ainda podem ser perfeitamente identificados.

O compósito é normalmente formado por duas fases: a matriz e o elemento de reforço. As matrizes são compostas de aglomerantes minerais e de agregados que dão origem a concretos, argamassas ou pastas, conforme a necessidade de uso. De forma simplificada, o componente matricial serve como meio de transferência e homogeneização dos esforços suportados pelos componentes de reforço. Por outro lado, as fibras atuam como elemento de reforço com a finalidade de impor obstáculos à propagação de fissuras.

CARACTERÍSTICAS DA FIBRA DE SISAL APLICADA AO CONCRETO

Devido à grande incidência de poros permeáveis, que incluem as lacunas e os lumens, as fibras vegetais, e conseqüentemente, as fibras de sisal, possuem massa especifica aparente inferior a real e apresentam grande absorção de água ( maior que 90%), fato que afeta o grau de aderência com  matriz cimentícia. A absorção calculada com base na norma da ABNT, NBR 9778 (2005) ocorre, nos primeiros 15 minutos, pelo menos 60% absorção total, atingindo, após 24 horas, cerca de 85% do total (SAVASTIANO, 1992)

As fibras de sisal apresentam também baixo módulo de elasticidade e grandes mudanças em sua secção transversal, ao longo do comprimento.  

O sisal possui duas substâncias presentes na composição da fibra, são determinantes para garantir alta resistência e elasticidade: a celulose e a lignina - macromoléculas normalmente encontradas em plantas. Esses ingredientes são os responsáveis pela melhoria das características mecânicas do bloco de concreto, como a tração, força que alonga o objeto até o rompimento do material; a ductibilidade, grau de deformação que uma estrutura pode suportar; e a tenacidade, impacto necessário para levar o bloco à ruptura.

Concreto simples, não armado, é um material frágil, quebradiço, com uma baixa resistência à tração e uma baixa capacidade de alongamento na tração.

O papel das fibras descontínuas, distribuídas aleatoriamente, é o de atravessar as fissuras, que se formam no concreto, seja quando sob a ação de cargas externas ou quando sujeito a mudanças na temperatura ou na umidade do meio ambiente. As fibras provocam uma certa ductilidade após a fissuração.

Se as fibras forem suficientemente resistentes, bem aderidas à matriz cimentícia, e em bastante quantidade, elas ajudarão a manter pequena a abertura das fissuras. Permitirão ao concreto reforçado com fibras, resistir a tensões de tração bem elevadas, com uma grande capacidade de deformação no estágio pós-fissuração. (o chamado “strain softening”)