Análise da durabilidade de compósitos cimentícios leves com incorporação de casca de arroz

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Pachla, Eduardo Cesar
• Orientador(a): Silva Filho, Luiz Carlos Pinto da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Compósitos cimentícios; Casca de arroz; Materiais cimentícios suplementares; Fibras vegetais; Durabilidade de materiais
• Palavras-chave em Inglês: Cellular concrete; Rice husk; Vegetable fibers; Durability; Mechanical performance
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/251709

A partir de uma necessidade nacional de desenvolver novos elementos de vedação, que ofereçam alto desempenho e sejam sustentáveis, este trabalho testou a compatibilidade entre o concreto celular e a casca de arroz in natura. A pesquisa consistiu em, a partir de uma análise completa da literatura, identificar os problemas constatados no uso de fibras vegetais em matrizes cimentícias e, a partir disso, desenvolver um programa experimental que colaborasse com o avanço no desenvolvimento de compósitos ecologicamente adequados. Para atender aos objetivos propostos, foram feitas diversas análises de dosagem e executadas combinações entre matriz e componente de reforço até atingir um produto adequado para atender aos requisitos normativos brasileiros. Após a definição dos traços, foram executados tratamentos químicos, físicos e térmicos, além de envelhecimento natural, para verificar o desempenho do compósito desenvolvido em curto, médio e longo prazo. Atendendo ao objetivo geral proposto na pesquisa, verificou-se que, de maneira inédita na literatura, essa pesquisa comprova a eficiência da incorporação de uma fibra vegetal (casca de arroz) sem qualquer tipo de tratamento em matriz cimentícia. Os resultados obtidos demonstram que, mesmo após a completa degradação da matéria orgânica, o compósito desenvolvido atende aos requisitos de desempenho mecânico e pode ser utilizado na produção de blocos para alvenaria de vedação. A condição que favorece o uso do concreto celular como matriz cimentícia é o fato de haver compatibilidade entre as densidades da matriz e do componente de reforço. Em relação à fibra vegetal, a partir de análises microestruturais realizadas utilizando microscopia eletrônica de varredura, difração de raios x, fluorescência de raios x e espectroscopia por energia dispersiva, foi verificado que o que viabilizou a garantia de desempenho em longo prazo do compósito foi a composição química da casca de arroz. Por ter em sua composição química, aproximadamente, 90% de polímeros naturais e os outros 10% de sílica, a casca possibilita reações químicas que mitigam a redução de desempenho causada pela perda de resistência gerada, principalmente, pela deterioração da celulose. A sílica, presente em sua maioria nas superfícies da casca, gera a possibilidade de formação de C-S-H e gera uma calcificação da fibra, o que auxilia de maneira significativa na resistência à compressão axial. Já a degradação dos polímeros naturais, que possuem em sua composição hidrogênio, carbono e oxigênio, gera a formação de água e dióxido de carbono que, na sequência, produzem o ácido carbônico. O ácido carbônico, por sua vez, junto do hidróxido de cálcio formado pela matriz, forma o carbonato de cálcio. Essas reações podem auxiliar na mitigação da perda de resistência gerada pela degradação da celulose e são prejudiciais apenas se houver, no compósito, o uso de materiais metálicos que poderão sofrer corrosão.