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Tese

Strategies for improving physical-mechanical performance and dimensional stabilisation of fibre cement (2024)

  • Authors:
  • Autor USP: FIORONI, CARLOS ALEXANDRE - FZEA
  • Unidade: FZEA
  • Sigla do Departamento: ZEB
  • DOI: 10.11606/T.74.2024.tde-23042025-083942
  • Subjects: POLPA DE MADEIRA; CELULOSE DE MADEIRA; PROCESSO SOL-GEL; CARBONATAÇÃO; SECAGEM DA MADEIRA; FIBRAS VEGETAIS; FIBROCIMENTO
  • Keywords: Hornificação; Silano
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: O objetivo deste estudo foi realizar tratamentos em polpas de celulose usadas como reforço no fibrocimento e tratamentos do fibrocimento como estratégias para melhoria do desempenho físico-mecânico e da estabilidade dimensional do fibrocimento. Estas propriedades do fibrocimento estão ligadas às necessidades das indústrias do fibrocimento para produzirem seus produtos com qualidade e atendimento às normas de desempenho. Os produtos a base de fibrocimento, em sua maioria elementos de cobertura e placas planas, podem apresentar defeitos como trincas, empenamento, delaminação como consequencia do baixo desempenho mecânico e da variação dimensional quando expostos à variações de umidade. Polpas de celulose comerciais de pinus não-branquedo, pinus branqueado, eucalipto branqueado bem como polpa de bambu obtido por processo organossolve foram submetidas a tratamentos para a modificação da capacidade de retenção de água. Os tratamentos das polpas de celulose estudados foram o de hornificação para o colapso do lúmen das fibras da polpa de celulose para a diminuição da capacidade de retenção de água, a aplicação de emulsão comercial à base de silano Dowsil™ IE-6683 para redução do caráter hidrofílico, e o tratamento com sol-gel à base de ortossilicato de tetraetila (TEOS) ou trietoxioctilsilano (TEOS) como agente de acoplamento e hexadeciltrimetoxisilano (HDTMS) como agente hidrofóbico devido às suas longas cadeias de alquila. As polpas de celulose tratadas foram utilizadascomo reforço na moldagem de placas planas em laboratório para a avaliação de desempenho. A imersão do fibrocimento em emulsão comercial à base de silano Dowsil™ IE-6683 e a cura térmica com carbonatação acelerada foram aplicadas como tratamento do compósito como um todo. Os resultados obtidos mostraram que as polpas de celulose tratadas com emulsão a base de silano e com tratadas sol-gel desempenharam um caráter hidrofóbico, obtendo-se ângulos de contato superiores a 90° em folhas moldadas com essas polpas de celulose. A utilização de 10% em massa dessas polpas de celulose tratadas como reforço no fibrocimento apresentaram até 20% menor variação dimensional do fibrocimento quando comparadas ao fibrocimento produzido com as polpas não tratadas, no entanto o fibrocimento reforçado com as polpas de celulose tratadas apresentaram quedas de até 35% na resistência mecânica à flexão. A cura térmica com carbonatação acelerada do fibrocimento, conferiu um aumento da resistência à flexão de até 65% em comparação ao fibrocimentos curados somente em cura térmica (sem a carbonatação acelerada). Embora os fibrocimentos reforçados com as polpas tratadas com sol-gel apresentaram um decréscimo no desempenho de resitência a flexão, quando associados à cura térmica com carbonatação acelerada, estes fibrocimentos apresentaram um desempenho de resistência a flexão cerca de 30% melhor em comparação com os fibrocimentos curados somente em cura térmica. A variação dimensional do fibrocimentoreforçado com as polpas de celulose tratadas com sol-gel também foi diminuída com a cura térmica com carbonatação acelerada, obtendo-se um desempenho de até 0,9 mm/m de variação. Destaca-se também que a carbonatação acelerada proporcionou a captura de CO2 já nas primeiras idades do fibrocimento em até 108 g de CO2 por kg de fibrocimento contribuindo assim para a obtenção de um compósito mais sustentável pela redução da pegada de carbono em sua cadeia produtiva
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 14.11.2024
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI

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    Status:
    Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
    Versão do Documento:
    Versão publicada (Published version)
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    • ABNT

      FIORONI, Carlos Alexandre. Strategies for improving physical-mechanical performance and dimensional stabilisation of fibre cement. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-23042025-083942/. Acesso em: 02 abr. 2026.

    • APA

      Fioroni, C. A. (2024). Strategies for improving physical-mechanical performance and dimensional stabilisation of fibre cement (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Pirassununga. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-23042025-083942/

    • NLM

      Fioroni CA. Strategies for improving physical-mechanical performance and dimensional stabilisation of fibre cement [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-23042025-083942/

    • Vancouver

      Fioroni CA. Strategies for improving physical-mechanical performance and dimensional stabilisation of fibre cement [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-23042025-083942/

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