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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79672
Tipo: | Dissertação |
Título: | Análise do comportamento mecânico e da durabilidade de compósitos em matriz de solo areno-argiloso reforçados com a fibra natural do coco (nucifera l) |
Título em inglês: | Analysis of the mechanical behavior and durability of composites in a sandy-clayey soil matrix reinforced with natural coconut fiber (coconut nucifera l) |
Autor(es): | Costa, Savila Vieira |
Orientador: | Soares, Anderson Borghetti |
Coorientador: | Silveira, Mariana Vela |
Palavras-chave em português: | Fibras vegetais;Côco;Compósitos fibrosos;Solos - Degradação |
Palavras-chave em inglês: | Plant fibers;Coconut;Fibrous composites;Soil degradation |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA |
Data do documento: | 2024 |
Citação: | COSTA, Savilla Vieira. Análise do comportamento mecânico e da durabilidade de compósitos em matriz de solo areno-argiloso reforçados com a fibra natural do coco (nucifera l). 2024. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engneharia Civil - Geotecnia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Resumo: | Os solos são materiais complexos e apresentam variabilidade em suas propriedades. A prática de incluir fibras para melhorar as propriedades mecânicas do solo remonta a tempos antigos. A melhoria ou alteração das propriedades mecânicas dos solos reforçados com fibras depende de características específicas das fibras, do tipo de solo, da tensão de confinamento e do modo de carregamento. Este trabalho busca contribuir no entendimento do comportamento do solo reforçado com fibras de coco, aleatoriamente distribuídas, analisando o efeito da degradação natural das fibras sobre a resistência do compósito, e contribuir para a redução da poluição causada pelo descarte desses resíduos. Para esse propósito, foi analisado o potencial de degradação da fibra de coco através de ensaios de resistência à compressão simples, em intervalos de tempo dobrados (t1= 30, t2=60 e t4=120 dias) e no tempo de controle (t0=0 dias), com teor de fibras 0,5%, em relação à massa de solo seco, e comprimento de 25 mm. A fibra de coco foi analisada de 3 formas distintas: a amostra completa, a fração mais grossa e a fração mais fina. O programa experimental também consistiu de ensaios triaxiais convencionais, ensaios de permeabilidade, MEV, FRX e DRX. O coeficiente de permeabilidade obtido para o compósito com amostra de fibra completa não teve diferenças significativas do coeficiente de permeabilidade encontrado para o solo natural. No ensaio de resistência à compressão simples (RCS), o solo natural (SN) apresentou variação de resistência nos tempos estudados com significativo aumento no tempo t4, fator atribuído ao aumento da sucção da matriz do compósito. Através do ensaio de resistência a compressão simples (RCS), constatou-se que o comportamento de endurecimento adquirido com a adição das fibras foi gradualmente sendo perdido com o aumento do tempo de exposição, até o tempo t2. Podendo-se afirmar que a exposição da amostra aos agentes climáticos alterou o mecanismo de ruptura dos compósitos reforçados com as fibras expostos aos agentes climáticos. Esta constatação está de acordo com o observado visualmente. Foi notado que as fibras ficam mais frágeis ao toque, com o aumento do tempo de exposição. No entanto, no tempo t4 ocorreu um aumento da resistência, tal fator pode ser atribuído ao aumento da resistência da matriz do compósito com o tempo. O compósito SAFF (solo + amostra de fibra fina) foi o que apresentou maior resistência em todos os tempos analisados, seguido do compósito SAFC (solo + amostra fibra completa) e SAFG (solo + amostra fibra grossa). No ensaio triaxial o compósito SAFC e o SN apresentaram ganho de resistência do tempo t0 para o tempo t4, fator atribuído ao aumento da sucção da matriz do compósito. |
Abstract: | The soils are complex materials and exhibit variability in their properties. The practice of incorporating fibers to enhance the mechanical properties of the soil dates back to ancient times. The improvement or alteration of the mechanical properties of fiber-reinforced soils depends on specific characteristics of the fibers, the type of soil, the confinement stress, and the loading mode. This study seeks to contribute to the understanding of the behavior of soil reinforced with randomly distributed coconut fibers, analyzing the effect of natural fiber degradation on the composite strength and aiming to reduce pollution caused by the disposal of these residues. For this purpose, the degradation potential of coconut fiber was analyzed through simple compression strength tests at doubled time intervals (t1= 30, t2=60, and t4=120 days) and at the control time (t0=0 days), with a fiber content of 0.5% relative to the mass of dry soil and a length of 25mm. The coconut fiber was analyzed in three different forms: the complete sample, the thicker fraction, and the finer fraction. The experimental program also included conventional triaxial tests, permeability tests, SEM, XRF, and XRD. The permeability coefficient obtained for the composite with the complete fiber sample did not show significant differences from the permeability coefficient found for natural soil. In the simple compression strength test (RCS), the natural soil (SN) showed variations in strength over the studied times, with a significant increase at time t4, a factor attributed to the sensitivity of the clayey fraction present in the soil. Through the simple compression strength test (RCS), it was observed that the hardening behavior acquired with the addition of fibers was gradually lost with increasing exposure time, up to time t2. It can be stated that exposure to climatic agents altered the rupture mechanism of the fiber-reinforced composites exposed to climatic agents. This finding is consistent with visual observations. It was noticed that the fibers became more fragile to the touch with increasing exposure time. However, at time t4, there was an increase in strength, which may be attributed to the increased strength of the composite matrix over time. The SAFF composite (soil + fine fiber sample) showed the highest strength at all analyzed times, followed by the SAFC composite (soil + complete fiber sample) and SAFG (soil + thick fiber sample). In the triaxial test, the SAFC composite and the SN showed an increase in strength from time t0 to time t4, a factor attributed to the increase in suction of the composite matrix. |
Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79672 |
Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/8270601103334905 |
Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/8086699997411133 |
Currículo Lattes do Coorientador: | http://lattes.cnpq.br/7961967103872549 |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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