Materiais e Métodos

Para o procedimento experimental Anjos et al (2003) utilizaram cimento Portland CP II E – 32. A tabela 3 mostra algumas das propriedades do cimento utilizado no ensaio. O CP II E já contém, em sua constituição, de 6 a 34% de escória de alto forno moída, proporcionando assim uma matriz com menor teor de hidróxido de cálcio, que proporciona uma diminuição do ataque alcalino à lignina das fibras.

Tabela 3 – Características do cimento – CP II E 32 Massa específica 3,09 kg/cm³ Tempo de inicio de pega 2 h 30 min

Tempo de fim de pega 4 h 30 min

Na figura 8 Anjos et al (2003) apresentam resultados da absorção de água em função do tempo, pelas polpas refinadas e sem refino, determinada no Laboratório de Estruturas e Materiais da PUC-Rio (LEM-PUC). Nela, também está indicada a umidade natural, .

Figura 8 – Curvas de Saturação das polpas

Fonte: (ANJOS et al, 2003)

A absorção foi determinada pesando-se 10 gramas de polpa seca e colocando-a em 1 L de água. A pesagem da polpa úmida (após imersão em água) foi realizada aos 5, 20, 30 min e 1 h, depois com acréscimos de hora em hora, até completar 6 h, sendo pesada, após este tempo, de 24 em 24 h, até a saturação. Antes da pesagem da polpa úmida, esta era passada em uma peneira de 0,15 mm e espalhada em um papel absorvente para retirar a água que fica adsorvida entre as fibras. Para a determinação da absorção foram realizadas cinco repetições para cada tipo de polpa.

Para se utilizar a polpa na produção dos compósitos, primeiramente, Anjos et al (2003) realizaram um processo de dispersão da polpa em água, devido a aglutinação dos filamentos. O procedimento foi realizado em um equipamento adaptado com hélice tipo centrífuga e rotação de 2.000 rpm (Figura 9).

Figura 9 – Dispersão das polpas aglutinadas. (a) Equipamento adaptado ao processo; (b) Polpa antes da dispersão; (c) polpa após a dispersão.

(a) (b) (c)

Fonte: (ANJOS et al, 2003)

Iniciou a mistura dos materiais para a produção dos compósitos com a dispersão da polpa úmida em um dispersor de amostras com variador eletrônico de velocidade (500 rpm), com copo e hélice de aço, por um tempo aproximado de 5 minutos, em seguida adicionou-se o cimento CP II E – 32 de maneira que se obtivesse uma pasta fluida com teores de 25 a 30% de material sólido em massa. Após este processo a pasta é misturada por mais 5 minutos. Em seguida foi transferida rapidamente para a câmara de moldagem onde foi submetida a uma subpressão em sua face inferior feita por uma bomba a vácuo (Figura 10).

Figura 10 – Equipamento e sequência de moldagem. (a) Equipamento de moldagem; (b) mistura moldagem e desforma.

(a) (b)

Para a moldagem colocaram uma manta de poliéster e um filtro de papel sobre a tela da câmara de modelagem (com dimensões de 120 mm x 120 mm e altura de 100 mm) para evitar a perda de material sólido e a retirada de água em excesso (Figura 11).

Figura 11 – Câmara de moldagem. (a) Detalhe do material de filtragem; (b) câmara de moldagem.

(a) (b)

Fonte: (ANJOS et al, 2003)

Foram produzidas três placas para diferentes percentuais de polpa (4, 6, 8, 10, 12, 14 e 16%) em massa, as quais foram empilhadas e intercaladas com chapas de aço e toalhas de papel, onde foram submetidos à prensagem em uma prensa hidráulica, durante 5 min, a uma pressão constante de 3,2 MPa. Esse procedimento foi realizado para a retirada do restante de água deixada no processo de sucção e que a própria polpa tenha absorvido.

Após a prensagem as placas foram acondicionadas em sacos plásticos durante 24 horas, para que a umidade se mantivesse constante em torno de 90-95% a fim de evitar a perda de água para o meio ambiente. Depois do período de 24 horas as placas foram curadas por imersão durante 6 dias. Terminado esse período as placas foram cortados nas dimensões finais 36,5 x 120 mm, através de uma serra circular com disco diamantado. Estes corpos-de- prova foram mantidos a uma temperatura de 23 ± 2 °C e umidade entre 45 e 55% até o dia dos ensaios.

Os espécimes cilíndricos de 5 x 10 cm foram moldados de acordo com o processo de Hatschek, com o intuito de se fazer a caracterização de todo o comportamento mecânico do compósito, tais como resistência a compressão e à tração direta ou por compressão diametral.

O processo de moldagem dos corpos cilindros se deu da seguinte forma: o procedimento de moldagem das placas foi repetido até o ponto de desforma, estas foram quebradas em pedaços e colocadas dentro de um molde cilíndrico de 5 cm de diâmetro por 10 cm de altura, em aproximadamente quatro camadas as quais foram adensadas com 60 golpes para homogeneizar e dar forma cilíndrica ao material, após a moldagem os cilindros foram levados para a máquina de prensagem, onde com o auxilio de um cilindro de aço é aplicada uma pressão de 3,2 MPa no período de cinco minutos, ver Figura 12. E os demais procedimentos como os de cura e armazenamento foram semelhantes ao das placas.

Figura 12 – Moldagem de corpos-de-prova cilíndricos de 5 x 10 cm. (a) Desforma das placas; (b) corpo-de-prova antes e após os golpes; (c) prensagem do material.

(a) (b) (c)

Fonte: (ANJOS et al, 2003)

Terminado os processos de produção dos corpos-de-prova, passou para os ensaios de flexão, de tração por compressão diametral e compressão.

 Ensaio de Flexão:

Em um equipamento de três cutelos, com um vão inferior de 100 mm onde a carga foi aplicada de forma distribuída com um carregamento de 0,5 mm/min, como mostra a figura 13, foram realizados os ensaios de flexão com corpos de prova de dimensões de 120 mm de comprimento, largura b = 36,5 mm e espessura e = 6 mm. Antes da realização dos ensaios foi respeitado o tempo de 28 dias contados a partir da moldagem dos corpos-de-prova.

Figura 13 – Esquema que detalha o ensaio de flexão realizado

Fonte: (ANJOS, 2002)

 Ensaios de compressão e de tração por compressão diametral:

Foram ensaiados cinco corpos de prova cilíndricos para cada propriedade, para os compósitos com teor de reforço considerado ideal. Os corpos-de-prova de compressão foram ensaiados de acordo com a NBR 5739 (ABNT, 1994) e instrumentados com strain gage tipo L colados a meia altura dos corpos-de-prova para a determinação das curvas tensão-deformação axial, lateral e volumétrica.