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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/44434
Tipo: Dissertação
Título: Avaliação das propriedades físico-mecânicas e reológicas de compósitos de cimento de fosfato de magnésio com adição de fibras de aço, de sisal (agave sisalana) e de pva
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the physical-mechanical and rheological properties of magnesium phosphate cement composites with the addition of steel fibers, sisal (agave sisalana) and pva
Autor(es): Lima, Danilo Carvalho de
Primeiro Orientador: Ribeiro, Daniel Véras
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Daniel Véras
metadata.dc.contributor.referee2: Cilla, Marcelo Strozi
metadata.dc.contributor.referee3: Morelli, Márcio Raymundo
metadata.dc.contributor.referee4: Lima, Paulo Roberto Lopes
metadata.dc.contributor.referee5: Cilla, Marcelo Strozi
Resumo: O cimento de fosfato de magnésio (CFM) é um ligante ácido-base com propriedades físico-mecânicas superiores aos cimentos hidráulicos convencionais e que ainda apresenta muitas lacunas, visando o seu desenvolvimento e ampla aplicação. Este estudo avalia o desempenho físico, mecânico e reológico de compósitos de CFM reforçados com fibras de PVA, sisal e aço, em diferentes proporções, visando reduzir a fragilidade e a baixa deformabilidade da matriz cimentícia. As matérias-primas do CFM (MgO calcinado à morte, monofosfato dihidrogênio amônio - ADP, tripolifosfato de sódio – STP e ácido bórico), a areia e as fibras de aço (metálicas), poliméricas (PVA) e de sisal (vegetais) foram caracterizadas quanto a aspectos físico, químicos e mineralógicos para otimizar a formulação e permitir avaliações dos compósitos nos estados fresco e endurecido. Em estado fresco, realizaram-se ensaios de tempo de pega, pH, calorimetria e análise reológica da matriz de referência e das amostras com diferentes teores de fibras. Após a moldagem e cura, as amostras foram submetidas à análise de formação de fases por DRX e termogravimetria (TG/DTA), além de análise físico-mecânica (massa específica, porosidade aparente, absorção por capilaridade, estabilidade dimensional, resistência à compressão axial e à tração na flexão). Os resultados evidenciaram que a adição de fibras de aço no CFM promoveu ganhos significativos na resistência à tração na flexão e à compressão, com destaque para o aumento da tenacidade, avaliada por meio do fator I10, indicando um comportamento pós-fissuração mais dúctil e uma eficiente redistribuição de tensões. Enquanto a adição de fibras naturais nos compósitos acarretou perda de desempenho mecânico, contribuindo para redução dos valores de resistência e aumento da variabilidade nos resultados, possivelmente devido à alta absorção de água, baixa aderência interfacial com a matriz, sendo que o tratamento químico de acetilação se mostrou promissor na melhora das propriedades mecânicas das compósitos de CFM com fibras de sisal. A inserção de fibras de PVA na matriz de CFM proporcionou melhora modesta nas resistências mecânicas em relação à matriz de referência e desempenho superior ao dos compósitos contendo fibras de sisal naturais.
Abstract: Magnesium phosphate cement (MPC) is an acid-base binder with superior physical mechanical properties compared to conventional hydraulic cements, yet it still presents many gaps, aiming at its development and wider application. This study evaluates the physical, mechanical, and rheological performance of MPC composites reinforced with PVA, sisal, and steel fibers in different proportions, aiming to reduce the brittleness and low deformability of the cementitious matrix. The MPC raw materials (calcined MgO, ammonium dihydrogen monophosphate - ADP, sodium tripolyphosphate – STP, and boric acid), sand, and steel (metallic), polymeric (PVA), and sisal (vegetable) fibers were characterized in terms of physical, chemical, and mineralogical aspects to optimize the formulation and allow evaluations of the composites in the fresh and hardened states. In the fresh state, setting time, pH, calorimetry, and rheological analysis tests were performed on the reference matrix and samples with different fiber contents. After molding and curing, the samples were subjected to phase formation analysis by XRD and thermogravimetry (TG/DTA), in addition to physical-mechanical analysis (specific mass, apparent porosity, capillary absorption, dimensional stability, axial compressive strength, and flexural tensile strength). The results showed that the addition of steel fibers to the CFM promoted significant gains in flexural tensile strength and compressive strength, with emphasis on the increase in toughness, evaluated by the I10 factor, indicating a more ductile post-cracking behavior and an efficient redistribution of stresses. While the addition of natural fibers to the composites resulted in a loss of mechanical performance, contributing to reduced strength values and increased variability in results, possibly due to high water absorption and low interfacial adhesion with the matrix, the chemical acetylation treatment showed promise in improving the mechanical properties of CFM composites with sisal fibers. The insertion of PVA fibers into the CFM matrix provided a modest improvement in mechanical strength compared to the reference matrix and superior performance to that of composites containing natural sisal fibers.
Palavras-chave: Cimento de fosfato de magnésio
Compósitos
Fibra de sisal
Fibra metálica
Fibra Polimérica
Propriedades físico-químicas
Reologia
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO
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/44434
Data do documento: 3-Mar-2026
Aparece nas coleções:Dissertação (PPEC)

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