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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44305
Tipo: Tese
Título: Durabilidade química e biológica de fibras vegetais tratadas com nanopartículas de prata para uso como reforço de matrizes cimentícias.
Autor(es): Alves da Silva Neto, Gilberto
Primeiro Orientador: Lopes Lima, Paulo Roberto
metadata.dc.contributor.referee1: LIMA, PAULO ROBERTO LOPES
metadata.dc.contributor.referee2: DIAS, CLEBER MARCOS RIBEIRO
metadata.dc.contributor.referee3: KAMIDA, HÉLIO MITOSHI
metadata.dc.contributor.referee4: MANIA, EDRIAN
metadata.dc.contributor.referee5: FERREIRA, SAULO ROCHA
Resumo: As fibras vegetais apresentam baixa afinidade à alta alcalinidade das matrizes de cimento Portland, e alta instabilidade dimensional na presença de umidade. Além disso, as fibras lignocelulósicas estão sujeitas a biodeterioração fúngica, sobretudo durante armazenamento. Assim, tratamentos nas fibras e nas matrizes são solicitados para que se tenha um compósito durável. Portanto, este trabalho tem como objetivo propor um tratamento que gere fibras impregnadas com nanopartículas de prata (AgNP) para verificar sua influência na instabilidade dimensional e interação fibra- matriz, além da durabilidade química e biológica dessas. Após o tratamento, as fibras de juta e sisal foram avaliadas quanto às suas propriedades físicas, térmicas, morfológicas e mecânicas. O método de impregnação com AgNP proposto foi satisfatório, com eficiência dependente da concentração de AgNP e da espécie das fibras. Notou-se alteração na textura superficial das fibras, que se tornaram mais rugosas, além da melhoria na estabilidade dimensional e da redução da capacidade de absorção de água dessas fibras modificadas. Acredita-se que não apenas os ciclos térmicos, mas também o baixo pH da solução aquosa de AgNP alteraram a microestrutura das fibras. As fibras tratadas com AgNP não apresentaram alteração significativa na tensão de tração ou no módulo de Young em comparação com as fibras naturais. Em relação à adesão fibra-matriz, avaliada pelo ensaio de pull out, melhor desempenho foi observado para fibras hornificadas, devido à modificação morfológica da superfície; no entanto, a tensão de adesão dessas fibras após o tratamento com AgNP não apresentou modificação significativa. Ao submeter essas fibras ao ataque alcalino, observou-se alterações nos termogramas com remoção da hemicelulose, danos superficiais com desfibrilamento e, consequentemente, redução do desempenho mecânico à tração resistência, independente do tratamento aplicado. Já ao submeter as fibras ao ataque fúngico pelo contato direto, notou-se um desempenho superior das fibras tratadas com AgNP, evidenciado pelos termogramas pouco alterados, ausência de danos na morfologia e manutenção da resistência a tração e módulo de elasticidade. Assim, no geral, o tratamento das fibras vegetais com AgNP mostrou-se satisfatório para aplicação em compósitos cimentícios.
Abstract: Vegetal fibers have a low affinity to the high alkalinity of Portland cement matrices, in addition to presenting high dimensional instability in the presence of moisture. Besides, lignocellulosic fibers are subject to fungal biodeterioration, mainly during storage. Thus, treatments on the fibers and matrices are required to have a durable composite. Therefore, this work aims to propose a thermochemical treatment that generates fibers impregnated with silver nanoparticles (AgNP) to verify their influence on dimensional instability and fiber-matrix interaction, in addition to their chemical and biological durability. After treatment, the jute and sisal fibers were evaluated for their physical, thermal, morphological, and mechanical properties. The proposed AgNP impregnation method was satisfactory, with efficiency dependent on the AgNP concentration and fiber species. A change in the surface texture of the fibers was observed, becoming rougher, with better dimensional stability and reduced water absorption capacity of the modified fibers. It is believed that not only thermal cycles but also the low pH of the AgNP solution altered the microstructure of the fibers. The fibers treated in aqueous AgNP solution did not show significant changes in tensile strength or Young's modulus compared to natural fibers. Regarding fiber-matrix adhesion, evaluated by the pull-out jhtest, better performance was observed for hornificated fibers, due to the morphological modification of the surface; however, the adhesion strength of these fibers after treatment with AgNP did not show significant modification. When subjecting these fibers to alkaline attack, changes were observed in the thermograms with removal of hemicellulose, surface damage with defibrillation and, consequently, reduction in the mechanical performance of the tensile strength of these fibers, regardless of the treatment applied. On the other hand, when subjecting the fibers to fungal attack by direct contact, a superior performance of the fibers treated with AgNP was noted, evidenced by the little altered thermograms, absence of damage in the morphology, and maintenance of the tensile strength and Young's modulus. Thus, in general, the treatment of plant fibers with AgNP proved to be satisfactory for application in cementitious composites.
Palavras-chave: fibras vegetais
tratamento termoquímico
nanopartículas de prata
ataque fúngico
ataque alcalino
durabilidade de fibras vegetais
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) 
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44305
Data do documento: 3-Jun-2025
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