Microscopia da região de fratura das rochas laminadas

A região de fratura também foi analisada com a microscopia confocal. A imagem da Figura 124(A) mostra a região de fratura de uma rocha natural laminada com fibra de bananeira. É possível analisar na imagem que a resina teve uma boa adesão na rocha e que os espaços vagos entre as fibras de bananeira foram preenchidos pela resina epoxídica.

Em função da característica termorrígida da resina, a fratura provocada foi do tipo frágil. Uma pequena quantidade de bolha foi identificada na região de adesão entre a bananeira e a rocha, a maior concentração das mesmas foi na parte superior da laminação, fato que justifica a melhoria mecânica proporcionada pela laminação nas rochas naturais.

Figura 124- (A) Região de fratura da rocha natural com laminação da malha da fibra de bananeira com aumento de 108x; (B) Região de fratura da rocha artificial comercial com laminação da malha da

fibra de bananeira com aumento de 108x

Comportamento semelhante foi encontrado na rocha artificial laminado com malha de bananeira (Figura 124 (B)), pois a fratura identificada também foi de característica frágil, na qual houve um desprendimento de alguns fios da bananeira da resina epoxídica que a recobria na laminação, no entanto para a caracterização geral, nota-se que houve um rompimento da fibra no local exato da fratura. Vale destacar que houve um molhamento eficiente na fibra e que ocorreu uma adesão satisfatória de resina entre a fibra e a rocha em virtude da polaridade existente que proporcionou uma adesão satisfatória entre os componentes utilizados.

Na Figura 124 (B), a fibra destacada foi desprendida da laminação. Isso ocorreu, provavelmente, porque especificamente neste ponto da laminação, pode ter ocorrido uma adesão insatisfatória devido a polpa residual em torno da fibra que pode ter dificultado a adesão entre a fibra e a resina acarretando, consequentemente, o “pull out” (arrancamento) da fibra mediante a solicitação de um esforço.

Na imagem, o brilho que predomina na resina que está entre a fibra e a rocha ocorreu devido a uma limitação da captação das imagens pela microscopia confocal, já que o laser refletiu na região clara e provocou a luminosidade presente na imagem.

A região de fratura da fibra de vidro na rocha natural também está ilustrada na Figura 125(A). Nesta imagem é possível perceber uma fina camada na superfície da rocha, mas que foi suficiente para recobrir a fibra. O fio de fibra neste ponto atuou como um reforço na parte inferior da rocha.

Nota-se na Figura 125(A) que houve o desprendimento da fibra de vidro da rede entrelaçada, no entanto a fibra estava aderida satisfatoriamente nesta região, já que é possível visualizar os cristais rompidos bem próximos a região em que foi desprendida a fibra. Isto ocorreu provavelmente em função do esforço e como a fibra demonstra ser mais resistente que a rocha, ao ser repuxado da rocha, os cristais próximos trincaram os grãos já que a fibra estava submetida à tração no momento crítico do esforço.

Figura 125- Região de fratura da rocha calcítica natural laminada com fibra de vidro com aumento de 108x; (B) Região de fratura da rocha artificial comercial laminada com fibra de vidro com aumento de

108x.

Na Figura 125(B) é demonstrada a imagem da fratura da rocha artificial laminada com fibra de vidro. Devido à consistência da rocha artificial comercial e propriedades mecânicas elevadas, a fibra de vidro utilizada na laminação não atuou como reforço. Nota-se que os grãos em torno da fibra não sofreram nenhum dano ou início de trincas como houve como na rocha calcítica natural. Identifica-se na imagem que a fibra de vidro teve boa adesão e o rompimento da mesma ocorreu no ponto exato de fratura frágil da rocha.

Uma fina camada de resina que estava na parte superior da fibra teve uma trinca no momento da ruptura, fato característico do rompimento. Como a rocha artificial tem porosidade baixa e não houve invasão da resina para a parte interna da rocha, a resina epoxídica utilizada na laminação não influenciou em resultados positivos de melhora de propriedades mecânicas.

Para analisar se houve uma boa adesão e como foi o rompimento da rede entrelaçada da bananeira no mármore calcítico natural, amostras de fratura da rocha natural com laminação de fibras de bananeira foram estudadas. A Figura 126 (A, B) mostra imagens da região de fratura com aumentos de 400 e 450 vezes, respectivamente.

Figura 126 (A, B)- Micrografia eletrônica de varredura da região de fratura do mármore calcítico natural laminado com fibra de bananeira produzida com aumentos de 400x(A) e 450x(B)

Foi identificado na Figura 126 (A, B) que o rompimento ocorreu de forma frágil, já que com a impregnação da resina epoxídica DGEBA/TEPA, a fibra de bananeira atuou como um reforço no sistema, e a resina realizou a função de matriz no conjunto. Consequentemente, houve uma melhoria na resistência mecânica da

rocha com a utilização da rede entrelaçada da bananeira na laminação da superfície inferior da rocha.

Não houve desprendimento da rede entrelaçada da rocha calcítica natural no momento da solicitação de esforço, fato que mostra uma boa adesão entre os componentes, derivada de uma interface satisfatória.

Imagens de fratura do mármore calcítico laminadas com fibra de vidro também foram analisadas, a Figura 127 (A, B) está com ampliações de 100 e 450 vezes, respectivamente.

Figura 127 (A, B)- Micrografia eletrônica de varredura da região de fratura do mármore calcítico natural laminado com fibra de vidro produzida com aumentos de 100x(A) e 450x(B)

Na Figura 127 (A) é verificado que no local da fratura há uma ausência da resina na parte superior da fibra que recobre o mármore. A resina foi retirada, provavelmente, no momento da solicitação do esforço para romper o material no ensaio de flexão em três pontos. Como os filamentos não rompem todos ao mesmo tempo, provavelmente os mais externos são os primeiros a ser rompidos em virtude do esforço de flexão que são submetidos e com isso, a resina externa é deslocada, fato que permite a visualização dos filamentos de fibra de vidro rompidos.

Os filamentos rompidos possuem comportamento semelhante durante toda a fratura, mostrando homogeneidade no sistema de laminação da rocha natural com rede entrelaçada da fibra de vidro. Não foi identificado alteração no tamanho do diâmetro dos filamentos da fibra de vidro com o rompimento da rocha durante a solicitação de esforço.

Imagens microscópicas da fratura do mármore artificial comercial laminado com rede entrelaçada da fibra de bananeira também foram analisadas. A Figura 128 (A, B e C) retrata ampliações de 70 vezes, 80 vezes e 240 vezes, respectivamente.

Figura 128 (A, B, C)- Micrografia eletrônica de varredura da região de fratura do mármore artificial comercial laminado com fibra de bananeira produzida com aumentos de 70x(A), 80x(B) e 240x(C)

Com as ampliações, identifica-se que houve uma boa aderência da rede de fibras de bananeira na rocha, já que as fibras estão com a superfície totalmente preenchida com a resina. Nota-se que houve o rompimento das fibras em virtude do rompimento do material mediante a solicitação de esforço no ensaio de flexão em três pontos. Imagens microscópicas da fratura do mármore artificial laminado com fibra de vidro com aumentos de 150 vezes e 350 vezes estão representadas na Figura 129(A, B).

Figura 129 (A, B)- Micrografia eletrônica de varredura da região de fratura do mármore artificial comercial laminado com fibra de vidro produzida com aumentos de 150x(A) e 350x(B)

Fica visível na imagem ampliada que os filamentos da fibra de vidro não sofreram alterações no diâmetro no momento da fratura. Além disso, como característica, na imagem é possível visualizar que também há ausência da resina no local da fratura. Isto ocorreu, provavelmente, porque no rompimento dos filamentos da fibra de vidro, ocorreu a retirada da resina na parte superior da laminação na fibra de vidro em virtude dos filamentos que foram rompidos.