LIGNOCELULÓSICOS
Para o desenvolvimento de novos materiais de construção, algumas condições básicas devem ser atendidas, como: economia, viabilidade, segurança, trabalhabilidade e principalmente durabilidade (SENFF, 2004). Assim, estudos para estimativa da vida útil do material devem ser realizados antes da sua inserção no mercado.
A norma de desempenho, NBR 15575 (ABNT, 2012), estabelece as definições de durabilidade e vida útil e define requisitos e critérios para que o projeto leve em consideração as condições de durabilidade e vida útil que devem ser asseguradas, visando o desempenho técnico e econômico do empreendimento. Para a vida útil global do edifício, todos os materiais, componentes e sistemas construtivos precisam ter sua vida útil caracterizada diante das condições de uso e manutenção a que estarão sujeitos.
O estudo da durabilidade de um material deve ser iniciado a partir da identificação dos agentes agressivos relevantes em cada aplicação e dos mecanismos de degradação a eles associados. A identificação dos agentes requer conhecimento da química e da microestrutura do material. A ação conjunta entre os agentes de degradação também deve ser considerada como fator importante na previsão da degradação do material. Em alguns casos, agentes que por si só não afetam o material, quando atuantes em sinergia com outros, podem levar a alterações desfavoráveis nas propriedades dos materiais (SILVA, 2002).
Para a avaliação da durabilidade são empregados métodos que expõem o novo material a condições a que será submetido durante sua vida útil, a fim de avaliar a degradação. Os métodos podem ser ensaios de envelhecimento natural e envelhecimento acelerado para fornecer resultados em menor intervalo de tempo. As propriedades mecânicas e propriedades físicas, antes e após o envelhecimento, são utilizadas para mensurar o desempenho e avaliar a durabilidade.
Melhorar a durabilidade dos compósitos cimentícios com materiais lignocelulósicos continua sendo um desafio. Há evidências de que os materiais vegetais sofrem alterações no seu desempenho mecânico, em conjunto com a matriz, dependendo da idade do compósito e das condições de exposição.
A variação dimensional é um ponto importante. Há pouca literatura sobre a influência de fibras de coco no comportamento da retração na secagem de compósitos à base de cimento (TOLEDO FILHO et al., 2005). Não há estudos sobre a influência das partículas de pó coco nestes compósitos.
Os materiais lignocelulósicos são porosos e formam caminhos de umidade na matriz cimentícia que favorecem a retração (TOLEDO FILHO et al., 2005). A principal causa da retração livre de secagem é a saída de água do compósito em ambiente cuja umidade relativa é tal que provoca a perda de água para estabelecimento do equilíbrio higrotérmico. Tal característica é inerente a todo material à base de cimento, devido à estrutura porosa da pasta endurecida (SALES, 2006). O efeito da retração é potencializado em compósitos de baixa densidade, contendo somente material lignocelulósico e cimento Portland (MACEDO
et al., 2011), cuja estrutura mais porosa favorece a carbonatação, que é um fator importante
na retração. A conversão de Ca(OH)2 em CaCO3 também causa a diminuição de volume na
pasta endurecida (SALES, 2006).
Por outro lado, os produtos da carbonatação, em compósitos cimentícios com materiais lignocelulósicos expostos ao envelhecimento, também preenchem a estrutura da matriz, aumentando a densidade e reduzindo a porosidade. A porosidade reduzida destes compósitos é atribuída tanto à densificação da matriz de cimento, resultante da retração provocada por carbonatação como à densificação devido à continuação do processo de hidratação dentro da matriz. Como resultado, associada com as mudanças na porosidade, há a progressiva redução no teor de água absorvida pelos compósitos. Este comportamento foi observado por MACVICAR et al. (1999) em estudo do envelhecimento acelerado com imersão e secagem em estufa e exposição em ambiente rico em CO2. A exposição dos
compósitos à atmosfera rica em CO2 é uma alternativa promissora para aumentar a
durabilidade do material durante o envelhecimento acelerado (TOLEDO FILHO et al., 2003).
Em compósitos expostos a ciclos de molhagem e secagem, as microfissuras, a exposição à água ou à condição de umidade saturada e a liberação de íons (SO42-, Al3+,
Ca2+) na solução dos poros da matriz, originados dos componentes primários (C-S-H e monosulfato) são fatores que favorecem a deposição ou reprecipitação de produtos de
hidratação como o Ca(OH)2 e a etringita secundária. Os ciclos de molhagem e secagem
favorecem o transporte destes íons reativos para os sítios de nucleação através da solução dos poros (BATIC et al., 2000, TAYLOR et al., 2001). Quando essa deposição ou reprecipitação ocorre nos materiais lignocelulósicos, a literatura denomina como mineralização (SAVASTANO JR. et al., 1994). Isso acontece porque a interface material vegetal-matriz cimentícia é caracterizada por porosidade elevada, que permite o acúmulo de água e consequentemente dos produtos de hidratação.
A interface material vegetal-matriz pode sofrer alterações por perda de aderência devido às sucessivas variações dimensionais do material lignocelulósico dentro do compósito submetido às intempéries, resultando no descolamento do material vegetal e na degradação das propriedades mecânicas do compósito (JOHN et al., 1998). SAVASTANO JR. (2000) também reportou sobre as variações dimensionais resultantes das modificações nos teores de umidade do compósito devido aos ciclos de molhagem e secagem, aos quais são submetidos durante o uso.
Em estudos de compósitos cimentícios com partículas de madeira (SENFF, 2004), a alternância de ambiente seco e saturado também foi atribuída como a causa da degradação do particulado vegetal no interior do compósito cimentício. Os compósitos com partículas tratadas obtiveram resultados melhores do que os compósitos com partículas in natura. Constatação semelhante foi feita por SOROUSHIAN et al. (2004).
A substituição parcial de cimento Portland por adições minerais têm efeitos na durabilidade dos compósitos. Estudos mostraram que a durabilidade dos compósitos aumentou pela redução da alcalinidade da água livre da matriz devido à substituição por sílica ativa. Entretanto, a substituição do cimento pela escória de alto forno não reduziu a fragilização do compósito. Os compósitos com esta matriz tiveram a tenacidade reduzida nos ciclos de envelhecimento acelerado de molhagem e secagem e no envelhecimento natural ao ar livre e no laboratório (TOLEDO FILHO et al., 2003).
Segundo SAVASTANO JR. (2000), o módulo de ruptura do compósito não é o melhor indicador da degradação. Nas primeiras idades, há a progressão da hidratação da matriz, que tende a elevar o módulo de ruptura. Os materiais vegetais têm baixo módulo de elasticidade e se destinam predominantemente a melhorar o desempenho dos compósitos no estado pós-fissurado, frente a esforços dinâmicos. A energia absorvida durante o ensaio de flexão (expressa pela tenacidade) é um indicador mais preciso da degradação, porque é menos afetada pelo crescimento da resistência mecânica da matriz e mais sensível, tanto à ligação fibra-matriz, quanto à resistência mecânica dos materiais lignocelulósicos.