Analisou-se a fibra de coco como reforço em matrizes cimentícias, caracterizando-as e determinando-se as propriedades mecânicas dos compósitos. Produziram-se compósitos com argamassa de traços em massa 1:1 e 1:2, com fibras de diferentes comprimentos e teores. Resultados dos ensaios de compressão mostraram que, nos compósitos de traço 1:1, as fibras trouxeram redução da resistência e, com traço 1:2, deu-se o contrário. Ensaios de flexão foram feitos em corpos-de-prova em formato de vigotas e placas. Nos ensaios com vigotas, para matriz 1:1, a adição de fibras reduziu a resistência à flexão. Para matriz 1:2, essa adição praticamente não alterou essa resistência. Nos ensaios com placas, a adição do reforço, para qualquer teor e comprimento de fibra, reduziu a resistência à flexão.
PALAVRAS-CHAVE: compósitos cimentícios, fibras de coco, desempenho mecânico
SUMÁRIO
1 Introdução
2 Revisão da Literatura
2.1 Materiais não convencionais para construção
2.2 Compósitos cimentícios reforçados por fibras
2.2.1 Matrizes cimentícias
2.2.1.1 Cimento Portland
2.2.1.2 Agregados
2.2.2 Fibras como elementos de reforço
2.2.2.1 Fibras artificiais
2.2.2.2 Fibras vegetais
2.2.3 Compósitos reforçados por fibras vegetais
2.2.3.1 Propriedades dos compósitos cimentícios com fibras vegetais
3 Metodologia
3.1 Materiais utilizados
3.2 Procedimento experimental
3.2.1 Determinação das propriedades físicas e mecânicas das fibras
3.2.1.1 Geometria das fibras
3.2.1.2 Determinação da massa específica real
3.2.1.3 Determinação do teor de umidade
3.2.1.4 Determinação da absorção de água
3.2.1.5 Determinação da resistência à tração das fibras
3.2.2 Produção dos compósitos
3.2.2.1 Ensaio de compressão
3.2.2.1 Ensaio de flexão
4 Resultados e discussão
4.1 Características do cimento e do agregado
4.2 Propriedades físicas e mecânicas das fibras
4.2.1 Geometria
4.2.2 Massa específica real
4.2.3 Teor de umidade
4.2.4 Absorção da água
4.2.5 Resistência à tração
4.3 Desempenho mecânico dos compósitos
4.3.1 Resistência à compressão
4.3.2 Resistência à flexão
4.3.2.1 Em corpos-de-prova em forma de vigota
4.3.2.2 Em corpos-de-prova em forma de placa
5 Conclusões
6 Referências Bibliográficas
1 INTRODUÇÃO
Na construção civil, o fibrocimento é um material largamente usado, sob a forma de telhas, reservatórios e placas de vedação. A maior parte desses componentes construtivos continua, em nosso país, sendo produzida com fibrocimento que utiliza fibras de amianto. Essas fibras minerais são conhecidas por seu poder deletério sobre a saúde humana. Na maioria dos países desenvolvidos, o uso do amianto já foi banido e, no Brasil, as ações governamentais encaminham-se no sentido de proibir sua aplicação em produtos industrializados. A substituição do amianto, como reforço do fibrocimento, por fibras vegetais, tem sido proposta pelas vantagens significativas dessas últimas, principalmente relacionadas à salubridade do processo de produção. Além disso, as fibras vegetais têm baixa densidade, provêm de fontes renováveis, são obtidas com pouco consumo de energia e a criação desse novo mercado pode vir a beneficiar a economia das regiões produtoras de plantas fornecedoras de fibras. Os países de clima tropical, como o Brasil, costumam apresentar abundância de culturas vegetais fornecedoras de fibras, sendo que muitos deles são países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento. A diversidade de plantas que podem fornecer fibras torna numerosas as possibilidades de produção e aplicação de componentes construtivos. Em Sergipe, as fibras de coco são abundantes e aqui se encontra uma das poucas indústrias do país que produz a fibra de coco beneficiada (seca, penteada e cortada).
Esse compósito alternativo pode se constituir em opção economicamente vantajosa para o provimento de habitação popular, que, no Brasil, é uma questão grave. A introdução de novas tecnologias, com a utilização de materiais locais, apresenta-se como uma alternativa de redução dos custos da produção das habitações.
Combinar elementos de reforço com matrizes é um conceito que tem sido extensivamente aplicado por projetistas para desenvolver materiais de construção eficientes. Inicialmente, com o uso da palha para reforçar o barro e os tijolos de argila, pelos antigos egípcios, passando pelo desenvolvimento da madeira compensada, os materiais compósitos têm respondido às crescentes necessidades em termos de estruturas para construção. Engenheiros civis e projetistas continuam a desenvolver e adotar novas formas de materiais que possam adequar-se à construção de estruturas mais resistentes, maiores, mais duráveis, mais eficientes em termos de energia e mais harmoniosas (LOPEZ-ANIDO e KARBHARI, 2000). Os compósitos com reforço de fibras encontram-se entre as opções por materiais que podem ter seus atributos melhorados em relação aos materiais convencionais.
A utilização de fibras sintéticas, a exemplo das fibras de aço, como reforço em matrizes cimentícias, já se encontra em estágio de conhecimento evoluído. SAVASTANO Jr. e AGOPYAN (1998) já apresentavam estimativa de 28 milhões de toneladas por ano, no mundo, especialmente em países desenvolvidos. As vantagens de suas aplicações são diversas: obtenção de componentes esbeltos, mais leves e bom desempenho mecânico, com elevada absorção de energia sob esforços dinâmicos. Mas, para aumentar o acesso de países em desenvolvimento a esses produtos, há necessidade de redução do custo. As fibras vegetais apresentam-se como alternativa econômica viável, desde que sejam solucionados problemas de durabilidade, resultantes de interações físico-químicas entre essas fibras e a matriz.
GUIMARÃES (1984) estudou o comportamento mecânico de argamassas de cimento reforçadas com fibras de coco e sisal, considerando o comprimento da fibra, as relações água-cimento e areia-cimento da matriz, a fração volumétrica das fibras no compósito e o processo de moldagem. Observou que as fibras de sisal podiam aumentar a resistência à flexão e a ductilidade, enquanto as fibras de coco tinham menor peso específico e também garantiam uma ductilidade pós-fissuração. Devido ao baixo módulo de elasticidade e grande alongamento na ruptura, o compósito com fibras de coco, provavelmente, teria uma alta resistência ao impacto.
A presente pesquisa propõe-se a estudar as propriedades de materiais compósitos, produzidos com argamassa reforçada com fibras vegetais, mais especificamente as fibras de coco, visando sua utilização em produtos para coberturas e vedações. Este Relatório está composto de uma revisão bibliográfica (capítulo 2), a descrição da metodologia da pesquisa experimental (capítulo 3), a exposição dos resultados obtidos até o presente momento no desenvolvimento da pesquisa experimental (capítulo 4) e, por último, conclusões, embora ainda preliminares, sobre os resultados obtidos (capítulo 5).
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 MATERIAIS NÃO CONVENCIONAIS PARA CONSTRUÇÃO
Com o crescimento da indústria da construção civil e com a preocupação ecológica atual, foi constatada a necessidade de estimular o uso de materiais que sejam provenientes de fontes renováveis, de baixo custo e que tenham reduzido consumo de energia para sua produção. A variedade desses materiais é enorme, geralmente são encontrados na natureza em abundância. Os materiais compósitos com fibras vegetais são um bom exemplo de materiais não convencionais.
Com o crescimento populacional, principalmente nos países em desenvolvimento, houve incremento do déficit habitacional na maioria das cidades desses países, nos quais, uma parcela considerável da população lança mão de resíduos tais como, restos de madeira e plástico, para improvisar moradias, como reflexo das críticas condições econômicas da população, somadas ao alto custo dos materiais de construção tradicionais.
A produção de materiais de construção convencionais é, sabidamente, acompanhada de efeitos nocivos ao meio ambiente, a exemplo da indústria cimenteira e dos produtos reforçados com amianto, sendo este último maléfico a saúde humana, o que se evidencia no fato de que pessoas expostas à aspiração de suas microfibras duras apresentam risco de contrair câncer de pulmão e asbestose. Esse material já tem seu uso proibido em quase todos os países desenvolvidos. Ainda assim, no mercado brasileiro, o cimento-amianto é o único compósito fibroso à base de matriz cimentícia com larga escala de produção.
Cimentos comerciais podem ser substituídos por cimentos alternativos, que estão em fase de desenvolvimento. As fibras de amianto, por sua vez, podem ser substituídas por fibras vegetais, menos insalubres e mais adequadas ecologicamente.
Segundo ABIKO (2003) o problema é, em primeiro lugar, a dificuldade de introduzir qualquer inovação tecnológica na construção civil, pois esse setor é refratário a mudanças, podendo-se constatar uma desconfiança em relação ao comportamento dos novos materiais. Além disso, pode-se registrar a idéia equivocada de que a tecnologia apropriada é mais simples que a tecnologia convencional, e qualquer indivíduo teria capacidade de utilizá-la.
No Brasil, o uso e aplicação de novos materiais de construção têm sido objeto de crescentes iniciativas, favorecidas pelo fato de ser esse um país muito rico em culturas de plantas fornecedoras de fibras.
2.2 COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS REFORÇADOS POR FIBRAS
O compósito é um material multifásico que exibe uma significante proporção das propriedades de ambas as fases dos constituintes, tal que uma melhor combinação de propriedades seja obtida. Muitos compósitos são formados por somente duas fases. Uma delas é a chamada matriz, que é contínua e envolve a outra fase, geralmente chamada de fase dispersiva. As propriedades dos compósitos estão relacionadas com as propriedades das fases constituintes, suas quantidades relativas e geometria da fase dispersiva, (forma e tamanho das partículas), distribuição e orientação (CALLISTER, 1994 apud PICANÇO, 2005).
Num compósito reforçado com fibras, a eficiência do reforço pode ser avaliada sob dois critérios principais: priorizando a resistência ou tenacidade dos compósitos em relação à matriz. Esses efeitos dependem do comprimento da fibra, de sua orientação (fibras longas costumam ter uma direção e espaçamento pré-determinados, dentro da matriz, já as fibras curtas, são freqüentemente, distribuídas aleatoriamente e normalmente são menores que 50 mm) e são muito dependentes do grau de aderência com a matriz.
Quanto maior for a aderência, maior a resistência mecânica, porém menor é a tenacidade na fratura. Esse comportamento resulta da possibilidade de aumento da incidência de fraturas das fibras do compósito sob a ação de solicitação mecânica e a conseqüente diminuição na energia absorvida através do processo de arrancamento da fibra. A dificuldade no tratamento da eficiência da fibra é que parâmetros que ressaltam a resistência à tração não necessariamente conduzem a uma maior tenacidade.
2.2.1 Matrizes cimentícias
As matrizes cimentícias são compostas de aglomerantes minerais, podendo conter agregados, que dão origem a concretos, argamassas ou pastas. As matrizes mais utilizadas são aquelas à base de cimento Portland, devido a sua maior resistência mecânica e durabilidade.
Num compósito de baixo ou médio desempenho, com fibras de baixo módulo de elasticidade, a matriz, é quem exerce o principal papel de suporte de esforços. Além disso, a matriz deve prover a proteção física e a ancoragem das fibras, transferindo as tensões entre os elementos de reforço. Freqüentemente, devido a interações físicas ou químicas, forma-se entre as fibras e a matriz uma fase intermediária, chamada interface ou zona de transição que, embora de pequena espessura, pode interferir no controle dos mecanismos de falha, na tenacidade na fratura e na relação tensão deformação do material (DANIEL e ISHAI, 1994).
No caso de matrizes cimentícias, o diâmetro das partículas dos agregados torna-se também importante, pois afeta a distribuição das fibras e a quantidade de fibras que pode ser incluída no compósito. O tamanho médio das partículas da pasta de cimento antes da hidratação se encontra entre 10 a 30 µ, enquanto se pode considerar que uma argamassa contenha partículas de diâmetro máximo de até cerca de 5 mm. Em concretos nos quais se pretenda inserir fibras, não deveria haver partículas maiores que 20 mm, e preferivelmente, não maiores que 10 mm, pois, do contrário, torna-se difícil obter uma distribuição uniforme das fibras (HANNANT, 1978 apud PICANÇO, 2005).
2.2.1.1 Cimento Portland
O cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre. Ao ser misturado com água, hidrata-se e produz o endurecimento da massa, que pode então oferecer elevada resistência mecânica.
O cimento Portland é um aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clínquer Portland ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e/ou materiais carbonáticos (ABNT, 1991).
Os componentes principais do cimento Portland são: cal (CaO), sílica (SiO2), alumina (Al2O3), óxido de ferro (Fe2O3), magnésia (MgO), álcalis (Na2O e K2O) e sulfatos (SO3). A cal é o componente essencial, encontrado em grande quantidade, de 60 a 67%, da massa do Portland comum. A sílica se encontra combinada com outros componentes, com quantidade de 17 a 25%, e da sua combinação com a cal resultam os compostos mais importantes do Porland. A alumina é encontrada em pequena quantidade, de 3 a 8%, e se combinada com a cal, acelera a pega do aglomerante e reduz sua resistência aos sulfatos. O óxido de ferro é encontrado em pequenas quantidades, de 0,5 a 6%, e combinado com outros óxidos presentes. Os sulfatos são encontrados em quantidade de 3% e são usados principalmente como retardadores de pega. A magnésia é encontrada com teor de 0,1 a 6,5% no cimento e, como não costuma estar combinada, ao ultrapassar esse limite, atua expansivamente. Os álcalis encontram-se com teores de 0,5 a 1,3% agindo como aceleradores de pega.
A hidratação do cimento consiste na transformação de compostos anidros mais solúveis em compostos hidratados menos solúveis, que ocorre a partir do contato dos compostos anidros presentes no cimento com a água. O tempo de início de pega é o tempo que decorre desde a adição da água até o início das reações com os compostos do cimento. Esse processo é evidenciado pelo aumento brusco da viscosidade da pasta e pela elevação da temperatura. Quando o meio se torna contínuo, é chegado o final da pega. A seguir começa a fase de endurecimento, quando ainda continuam a aumentar a coesão e a resistência.
No Brasil, existem cinco tipos de cimento Portland normalizados, denominados de:
• CP I – cimento Portland comum
• CP II – cimento Portland composto com adições de carbonático, pozolona ou escória
• CP III – cimento Portland de alto forno
• CP IV – cimento Portland pozolânico
• CP V-ARI – cimento Portland de alta resistência inicial.
2.2.1.2 Agregados
Agregado é o material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para o uso em obras de engenharia (PETRUCCI, 2005). Classificam-se em miúdos e graúdos de acordo com a dimensão dos grãos. A areia é o material de origem natural e está classificado como agregado miúdo, pois, passa na peneira de abertura de malha quadrada de 4,8 mm de lado, ou seja, até 15% de seus grãos ficam retidos.
As características mais importantes dos agregados são:
• Granulometria (proporção, expressa em porcentagem, dos diferentes tamanhos dos grãos que constituem a areia) é geralmente determinada através da peneiração.
• Massa específica real (massa da unidade de volume, excluindo os vazios permeáveis e entre os grãos) e massa unitária (massa da unidade de volume incluindo todos os vazios).
• Umidade (o agregado pode estar em diferentes condições de umidade: seco em estufa, quando não há umidade interna e externa; seco ao ar, quando não apresenta umidade externa, mas possui a umidade interna sem estar saturada; saturado com superfície seca, quando a umidade interna está satura, mas não há a umidade externa; e saturado, quando tanto a umidade externa e interna está saturada). A umidade pode ser obtida de diversas maneiras, como por exemplo, secagem em estufa, frasco de Chapman, secagem por aquecimento ao fogo, etc. O controle da umidade é de grande importância para qualidade do compósito, pela possibilidade de alteração da relação água/cimento da mistura, que é determinante da resistência mecânica do produto final.
• Absorção (o teor de umidade no estado saturado, superfície seca).
2.2.1.3 Água
O teor de água é muito importante na determinação da resistência mecânica e trabalhabilidade da mistura. Quanto menor o valor da relação água/cimento, maior a resistência, menor a permeabilidade e, mais importante, maior é a durabilidade.
2.2.2 Fibras como elementos de reforço
As fibras para reforço de compósitos podem ser naturais, como as vegetais e de amianto, ou artificiais, como as fibras poliméricas, de aço e de vidro. Podem estar distribuídas no compósito em arranjos diversos, podendo ser contínuas ou descontínuas. São mais freqüentemente empregadas em pequenas porcentagens em volume, curtas e distribuídas aleatoriamente na matriz.
As proporções entre os valores de algumas propriedades das fibras e da matriz são importantes fatores para a determinação do desempenho teórico do compósito. Quando são utilizadas fibras com alongamento na ruptura superior ao da matriz, essa última pode fissurar muito antes de ser atingido o limite de resistência da fibra. Se o módulo de elasticidade a tração da fibra é consideravelmente menor que o da matriz, como ocorre geralmente em compósitos com matriz cimentícia e fibras de celulose, somente após fissuração da matriz é que as fibras passam a sofrer a maior parte da solicitação mecânica (PICANÇO, 2005).
As principais finalidades de se reforçar uma matriz frágil, como a cimentícia, com fibras são o aumento das resistências a tração e ao impacto, a maior capacidade de absorção de energia e a possibilidade de uso no estágio pós-fissuração. O tipo, a distribuição, a relação comprimento-diâmetro e a durabilidade da fibra, assim como o seu grau de aderência com a matriz determinam o comportamento mecânico do compósito e o desempenho do componente fabricado (BARTOS, 1981, GRAY; JOHNSTON, 1987 e BENTUR, 1989 apud SAVASTANO JUNIOR, 1992).
2.2.2.1 Fibras artificiais
As fibras artificiais mais usadas em compósitos são as de vidro, de nylon, de polipropileno e de aço. As fibras de vidro, obtidas pela fusão e fiberização de uma mistura de óxidos metálicos, são muito usadas como reforço, não apenas em matrizes de cimento e gesso, mas principalmente como reforço em resinas termoplásticas e termofixas. As fibras de vidro apresentam as seguintes características: baixo coeficiente de dilatação térmica, consideráveis propriedades mecânicas, manutenção dessas propriedades mecânicas sob altas temperaturas, grande alongamento na ruptura, facilidade de processamento e baixo custo.
Em função da natureza e proporção dos óxidos metálicos, pode-se obter fibras de vidro de dois tipos diferentes: vidro A (alcalino), usado para fazer garrafas, copos, vidraças etc., e vidro E (elétrico), de alta resistividade elétrica, a qual é conferida pelo baixo teor de óxidos alcalinos, usado para o reforço de plásticos.
As fibras de nylon, utilizadas como reforço de argamassas de cimento, reduzem a retração por secagem. Quando incorporadas ao concreto fresco atuam no sentido de reduzir a formação de microfissuras na fase de retração plástica.
As fibras de polipropileno, usadas em argamassas de assentamento de blocos cerâmicos com furos na vertical, garantem à mistura fresca suficiente trabalhabilidade, para evitar seu deslizamento para dentro dos furos dos blocos cerâmicos. Essas fibras são resistentes aos ácidos, álcalis, água do mar e produtos químicos, possuem ainda grande resistência à quebra e à abrasão, são menos predispostas ao desgaste e ao rasgo e rêm alto módulo de elasticidade. Quando incorporadas ao concreto fresco atuam no sentido de reduzir a formação de microfissuras na fase de retração plástica. Solos reforçados com fibras plásticas de polipropileno geralmente apresentam maior resistência à tração que o solo original, sendo indicadas para o uso em pavimentação.
As fibras de aço são fabricadas com base em fios de aço trefilados e apresentam-se com as extremidades dobradas para favorecer a ancoragem dentro da matriz cimentícia. A qualidade dos concretos reforçados com fibras de aço depende, basicamente, do fator de forma (relação entre o comprimento e o diâmetro da fibra), de tal modo que, quanto maior for esse fator, melhor será o seu desempenho. O desempenho ainda depende da dosagem e de outras características próprias, como sua resistência à tração e ancoragem.
Concretos reforçados com fibras de aço apresentam ductilidade elevada, com grande absorção de energia, controle eficaz de fissuras, durabilidade e aplicação rápida e fácil. Sua aplicação tem sido freqüente em obras de pavimentação industrial, em pavimentação de exteriores, em revestimento de suporte de túneis e minas etc.
Apesar das vantagens em sua utilização, as fibras artificiais são de obtenção cara em nosso país e representam parcela elevada do custo final do componente produzido, apesar dos pequenos teores utilizados (geralmente inferiores a 10% em volume).
2.2.2.2 Fibras vegetais
As fibras vegetais macroscópicas são, cada uma, um material compósito complexo (SAVASTANO JR., 1992). Cada macro-fibra é constituída de várias fibras individuais ou microfibras, que são células longas e pontiagudas, aderidas por uma lamela intermediária (que é a ligação entre as fibras), composta principalmente por um composto orgânico complexo, a lignina, que é uma espécie de matriz natural. Cada microfibra é formada por quatro camadas, com diferentes teores de celulose, hemicelulose e lignina, sendo as moléculas de celulose as responsáveis pela resistência das fibras.
As células da fibra têm de 10 µm a 25 µm de diâmetro. Pode haver, ainda, a presença de extrativos, que influenciam na coloração, densidade, durabilidade, combustibilidade e absorção de umidade das fibras (COUTTS, 1988 apud SALES, 2006). Existe também uma cavidade localizada na região central da fibra (lúmen) que é responsável pela elevada absorção de água e baixa massa específica aparente.
Numa matriz cimentícia, o meio alcalino, proporcionado pelos produtos de hidratação do cimento, costuma causar degradação de alguns dos constituintes das fibras vegetais. A celulose é relativamente imune ao ataque por álcalis ou ácidos diluídos. Alem disso, substâncias agressivas costumam penetrar no lúmen, a exemplo dos compostos hidratados de cimento. Esses compostos podem, sofrer cristalização nessa cavidade central, e demais vazios das fibras, causando enrijecimento desse reforço e sua conseqüente fragilização.
Por serem materiais naturais, as fibras vegetais estão sujeitas à heterogeneidade causada pela diversidade das condições de vida do vegetal, dos métodos de extração, dos tratamentos, da variedade de espécie de um mesmo gênero, e até num mesmo exemplar, dependendo do local de onde foram extraídas as fibras (SALES, 2006).
Quanto à morfologia, as fibras vegetais podem se apresentar sob a forma de feixes de fibras (macro-fibras) ou polpa (micro-fibras). Quanto à origem, podem ser provenientes de folhas (sisal, curauá, fique), talo (juta, linho, piaçava), caule (bambu, bagaço-de-cana) ou do fruto (coco, algodão). As fibras das folhas têm origem nas plantas monocotiledôneas e ocorrem em feixes com extremidades sobrepostas de tal forma que produzem filamentos contínuos através do comprimento da folha (TOLEDO FILHO, 1997), conferindo-lhe resistência e dando suporte aos vasos de condução de água vegetal (PICANÇO, 2005).
As fibras de talo ou tronco são originárias das plantas dicotiledôneas e ocorrem no floema, que fica na entrecasca do talo. Os feixes de fibra são unidos entre si e mantidos no lugar pelo tecido celular do floema e pelas substâncias gomosas e graxas. As fibras podem ser obtidas colocando-se os talos em tanques de água quente ou deixando-os espalhados no chão para permitir que a ação das bactérias dissolva o material que envolve as fibras. O processo é seguido por secagem das fibras (PICANÇO, 2005). As fibras do caule são fibras curtas, grossas e rígidas. Pedaços de madeira são processados em várias soluções e sujeitos a tratamentos mecânicos para extrair fibras de celulose de boa qualidade na forma de polpa (TOLEDO FILHO, 1997).
As fibras são formadas por celulose, hemicelulose e lignina. A celulose é um polímero derivado da glicose, a hemicelulose é um polímero de açúcares raramente ou nunca cristalino que apresenta baixo grau de polimerização e é solúvel em álcalis (PICANÇO, 2005). Já a lignina é um adesivo natural cuja estrutura ainda não foi completamente demonstrada (WALKER, 1993 apud PICANÇO, 2005). É um polímero de cadeia muito complexa que, para ser dissolvido, necessita ser primeiramente subdividido em substancias mais simples (COUTTS, 1988 apud PICANÇO, 2005). A lignina pode ser dissolvida e lixiviada em meio alcalino e está presente em grandes concentrações na lamela intermediária (cerca de 78%) (TOLEDO FILHO, 1997). Na Tabela 01, a seguir, são apresentados valores de propriedades físicas e mecânicas de algumas fibras do Brasil.
Fibras de Sisal
O sisal é resistente a clima seco e cultivado em regiões tropicais e subtropicais, sendo o plantio comum no Nordeste brasileiro. Uma característica desta planta é que ela possui folhas grandes, pontiagudas e dispostas em roseta, semelhante ao abacaxi. Originou-se no México espalhando-se em seguida para outras regiões do mundo como África, Europa e Ásia (FERRI, 1976 apud PICANÇO, 2005).
As folhas apresentam coloração em tom cinza-esverdeado com largura entre 8 e 10 cm e comprimento entre 150 e 250 cm. As fibras encontram-se incrustadas no cerne das folhas e são compostas de microfibras resistentes à tração, durável e medem em média 1,50 m. Após o corte das folhas, essas devem ser trabalhadas o quanto antes, uma vez que seu armazenamento causa rápida putrefação.
Conhecida por sua grande resistência mecânica, a fibra de sisal é disponível a um custo razoável, pois se renova rapidamente e sua vida útil está estimada em 25 anos. Possui valores de absorção de água maiores do que das fibras de coco, podendo causar perda da aderência com a matriz. Argamassas com fibras de sisal apresentam menor trabalhabilidade que com fibras de coco, pela maior capacidade de absorção e maior relação de aspecto.
Em ensaios de arrancamento com corpos-de-prova de argamassa de cimento com uma fibra de sisal, com comprimento inserido entre 7,5 e 50 mm, a resistência de aderência ficou entre 0,32 e 0,76 MPa. Foi observada a ocorrência de arrancamento da fibra para pequenos comprimentos inseridos, e ruptura para comprimentos maiores. Como em muitos sistemas as fibras maiores que 25 mm falharam por ruptura, esse valor foi sugerido como comprimento crítico para a fibra de sisal (TOLEDO FILHO, 1997).
SAVASTANO JR (1992) obteve, em seus ensaios com a fibra de sisal, valores de massa específica real de 1370 kg/m³, massa específica aparente de 564 kg/m³, absorção máxima de 110%, diâmetro de 0,227 ± 0,092mm e resistência à tração de 347 a 378 MPa.
GRAM (1984) estudou a durabilidade das fibras de sisal, relatando a perda de cerca de 80% da resistência à tração original, após mantê-las em solução saturada de cal por seis meses. Para as fibras de coco, a perda foi em torno de 35%. Submetidos à alternância de molhagem e secagem, os compósitos com sisal sofreram fragilização em maior escala que os compósitos de fibras de coco.
Fibras de Juta
Originária da Índia, a juta foi introduzida no Brasil no século XX por Ryota Oyama, passando por um processo de climatização. Teve sua cultura iniciada com os japoneses, posteriormente começou a ser cultivada pelas populações ribeirinhas da região Norte do Brasil (PICANÇO, 2005).
A juta é uma fibra muito resistente e tem módulo de elasticidade relativamente elevado, o que a torna conveniente para o uso como reforço de matriz cimentícia. Com pasta de cimento, os compósitos tiveram aumento de até 97% na resistência à tração e 60% na resistência à flexão em relação à matriz sem reforço, mas com matriz de argamassa, o aumento não foi significativo. As resistências foram maximizadas para um comprimento de fibra entre 12 e 18 mm, com fração volumétrica de 2%. A fração volumétrica ótima ficou em torno de 2% a 3% para um comprimento de 25 mm. A presença do reforço aumentou consideravelmente a tenacidade e resistência ao impacto, essa última tendo aumentado 400%. A fratura do compósito se deu em parte por arrancamento e em parte por ruptura das fibras. A pouca aderência foi atribuída à expansão das fibras na mistura úmida (MANSUR E AZIZ, 1982 apud SALES, 2006).
RAMASWAMY (1983) estudou a estabilidade dimensional das fibras de juta juntamente com fibras de coco e bambu. As fibras de juta tiveram aumento de peso de cerca de 140% após imersão em água por 280 horas, mas não apresentaram, visualmente, sinais de expansão. A resistência à tração das fibras, de 226 MPa, foi cerca de 60% superior a das fibras de coco. Houve perda em torno de 32% da resistência, após as fibras de juta permaneceram imersas em meio alcalino durante 28 dias. Para as fibras de coco, a perda foi de apenas 5%. O alongamento sob tração foi muito menor para a fibra de juta, ficando em torno de 4,85% do valor para a fibra de coco.
PICANÇO (2005) obteve valores de diâmetro da fibra de juta de 0,091 mm, utilizando projetor de perfil, teor de umidade natural de 11,37%, peso específico de 10,79 kN/mm³, absorção de água na saturação de 274,70% e resistência média à tração de 299,92 MPa.
Fibras de Bambu
O bambu é um vegetal da classe das gramíneas que ocorre de forma natural, em regiões tropicais, subtropicais e até temperadas. Apresenta grande potencial como reforço de matrizes cimentícias, aliando o baixo custo à boa resistência mecânica. Cresce em grupos de canas com comprimentos de 3 a 35 m, que têm colmos cilíndricos individuais ocos, com diâmetros de 20 a 300 mm. O colmo é dividido em intervalos separados por nós contendo diafragmas transversais. Como reforço pode ser usado o colmo, taliscas ou fibras (SUBRAHMANYAM, 1984 apud SALES, 2006).
Alguns estudiosos ressaltam a dificuldade de desfibrar o bambu (CEPED 1982). O uso como reforço na forma de polpa se apresenta como alternativa. A polpa pode ter microfibras com comprimentos médios de 2,70 mm e diâmetro em torno de 2,75 x 10-2 mm (PAKOTIPRAPHA, 1978 apud SALES, 2006). COUTTS, (1994) apud SALES, (2006) encontrou comprimentos médios de 1,70 mm.
Fibras de Coco
A cultura do coco é abundante em muitos países tropicais, principalmente nas faixas de litoral. O coqueiro cresce em areias salgadas de praias, onde nenhuma outra cultura seria economicamente viável. É de fácil cultivo e produz por longo período, sendo seu fruto constituído por uma casca lisa, o exocarpo, pelo mesocarpo, parte espessa intermediária e pelo endocarpo, casca duríssima e lenhosa. O mesocarpo fornece as fibras que, no fruto maduro, apresentam-se lenhosas e duras e, nos frutos verdosos, são moles, com alto teor de umidade e fornecem a melhor fibra celulósica. Como a colheita é feita, em maior escala, quando os cocos estão maduros, há maior disponibilidade de fibras grosseiras (CEPED, 1982).
O processo de preparação da fibra é feito pelo curtimento ( as cascas são imersas em tanques com água), pressão (a casca é comprimida para expelir água e achatar-se), desfibramento (faz-se com máquinas com dentes finalizando o processo de separação), classificação (as fibras escovadas são classificadas segundo a cor e o comprimento), e enfardamento.
TOLEDO FILHO et. al. (1997) obtiveram valor para o diâmetro das fibras de coco de 0,25 mm. A umidade natural obtida foi de 13,5%, o peso específico 8 kN/m³, a absorção de água na saturação é de 100% e resistência à tração de 174 MPa. SAVASTANO JR (1992) obteve, em seus ensaios com a fibra de coco, valores de massa específica real 1177 kg/m³, massa específica aparente de 638 kg/m³, absorção máxima de 93,8%, diâmetro de 0,210 ± 0,101 mm e resistência à tração de 95 a 118 MPa.
A curva de tensão-deformação para as fibras de coco apresentou-se como tendo uma parte linear inicial, seguida de uma região não-linear com deformação altamente desproporcional à tensão e finalmente uma região retilínea ascendente, sugerindo certo encruamento por deformação (KULKARNI, 1981 apud SALES, 2006).
As características microestruturais justificam a superioridade das fibras de coco, no que se refere à durabilidade em meio alcalino. RAMASWAMY (1983) observou perda da resistência à tração, após 28 dias de imersão em meio alcalino, menor para fibras de coco (5% de perda) que para as fibras de juta (32% de perda). Dados experimentais apontam para limitações na aplicação das fibras de coco como reforço em compósitos, pelo baixo módulo de elasticidade e grande absorção de água, sendo muito sensíveis a variações de umidade (SALES, 2006).
No estudo de TOLEDO FILHO (2000), usando fibras de sisal e de coco em argamassa de cimento, ambas as fibras foram consideradas altamente sensíveis à alcalinidade da matriz. Imersas em solução de hidróxido de cálcio por 300 dias, as fibras de coco e sisal sofreram perda total de flexibilidade. Imersas em água, perderam resistência, possivelmente por ação microbiológica, restando, após 420 dias, 83,3% e 77,2% das resistências originais, respectivamente, para fibras de sisal e coco. Os compósitos com essas fibras tiveram significativa redução na tenacidade após seis meses de exposição ao ar ou submetidos a ciclos de molhagem e secagem. Fibras curtas sofreram maior fragilização que fibras longas, pela existência de maior número de extremidades e maior área superficial, permitindo mais rápida penetração dos produtos de hidratação.
O estado de Sergipe é o sexto maior produtor de coco do país, produzindo anualmente cerca de 3.163 frutos de coco por hectare. Em relação à área colhida, encontra-se em terceiro lugar, com 39,4 mil hectares, só perdendo para o estado do Ceará (40,4 mil ha) e da Bahia (78,5 mil ha), e que somados representam mais que 50% da área brasileira de coleta de coco (AGRIANUAL, 2006 apud TODAFRUTA, 2008).
2.2.3 Compósitos reforçados por fibras vegetais
As fibras vegetais apresentam alta absorção de água, o que prejudica a aderência com a matriz, pois sofre expansão quando imersas na mistura ainda úmida e se retraem, na secagem, gerando descolamento na interface.
Dependendo das condições de serviço a que estiverem sujeitas, as matrizes com características frágeis, tais como pastas de argamassas e concreto de cimento Portland, podem necessitar de melhoria de algumas de suas propriedades. Sabe-se que os compósitos cimentícios reforçado com fibras vegetais têm o desempenho estrutural limitado, já que essas fibras em geral, possuem baixo módulo de elasticidade, sendo considerado que não atuam como reforço antes da fissuração da matriz e os compósitos sofrem com a diminuição na resistência à compressão. No entanto, a adição das mesmas nesse tipo de matriz tem trazido ganhos de desempenho em relação à matriz sem reforço, pela melhor distribuição das tensões no material, aumento da resistência à flexão, acréscimo da capacidade de absorção de energia, tornando o compósito mais resistente a impactos, maior ductilidade e tenacidade, maior resistência à fissuração, conferindo-lhe maior capacidade de carregamento após o aparecimento das primeiras fissuras. Podem ser obtidas, adicionalmente, melhores propriedades de isolamento térmico e acústico (SALES, 2006).
Algumas características consideradas relevantes das fibras vegetais:
• Geometria: a relação de aspecto (comprimento/diâmetro) determina o montante de esforço transferido. É necessário determinar o comprimento crítico da fibra, abaixo da qual a fibra escorregará dentro da matriz, ao invés de romper, quando submetida à tração. O aspecto superficial da fibra (seções transversais irregulares e fibrilas) pode contribuir para a ancoragem da fibra à matriz. A relação de aspecto também influencia na trabalhabilidade do compósito cimentício no estado fresco, quanto menor essa relação, melhor a trabalhabilidade.
• Volume de vazios: é considerado em fibras vegetais, leva a alta absorção de água desde a imersão na matriz cimentícia no estado fresco, interferindo na relação água/cimento e na aderência entre fibra e matriz.
• Resistência à tração: deve garantir que o processo de arrancamento seja predominante em relação à ruptura da fibra, após fissuração da matriz.
Nos ensaios de trabalhabilidade realizados por TOLEDO FILHO (1997), com compósitos cimentícios com fração volumétrica de 2% e 3%, foi observada uma trabalhabilidade entre média e alta. No entanto, foi mostrado que o aumento na fração volumétrica das fibras de 2% para 3% foi suficiente para reduzir o abatimento em 70%. Logo, frações volumétricas maiores não são recomendadas quando se pretende fazer compósitos com fibras vegetais em matriz cimentícia sem utilização de plastificantes (PICANÇO, 2005).
Estudos comparativos realizados com fibras de jutas em compósitos, com diferentes frações volumétricas, mostraram uma melhora no comportamento do material à flexão com o aumento da fração volumétrica de 0% a 3%. A utilização do maior volume de fibras (4%) provocou uma diminuição dessa resistência (MANSUR E AZIZ, 1981 apud SALES, 2006).
2.2.3.1 Propriedades dos compósitos cimentícios com fibras vegetais
Compósitos de fibras curtas não são tão resistentes quanto aqueles de fibras contínuas, pois as fibras longas, apesar de terem continuidade, estão alinhadas e distribuídas uniformemente em todo o compósito, favorecendo o aumento da resistência. Já as curtas estão dispostas aleatoriamente e necessitam ter um comprimento adequado para que possa haver a devida transferência de tensões por parte da matriz.
Uma propriedade mecânica bastante interessante para os compósitos é a tenacidade, que determina a capacidade do material de sofrer deformação plástica, absorvendo portanto energia, antes de se romper. É uma característica necessária ao bom desempenho do material quando há incidência de impactos.
Em relação à tenacidade, contudo, importa o fato de haver oposição ao crescimento da fissura. Se o crescimento da fissura pode ser impedido de alguma maneira, então uma energia maior será requerida para fazê-la propagar-se. Um modelo explicativo dessa interação fibra-matriz (Figura 01) mostra que se o compósito está sob tensão, uma fissura que surge na matriz começa a se propagar à superfície da interface fibra-matriz. Quando a fissura se aproxima da interface, ela é momentaneamente impedida de crescer pela ação da fibra, que une as faces da fissura. Se a interface é pouco resistente, o cisalhamento interfacial e a contração lateral da fibra e da matriz, provocados pelo estado de tensão aplicado, resultarão em deslocamento e deflexão da fissura na direção normal à interface fibra-matriz. Um aumento da fissura na sua direção principal de crescimento ocorrerá após algum tempo. Com o crescimento da tensão no compósito, o deslocamento na interface continua e a ruptura da fibra poderá ocorrer em algum ponto mais fraco, ao longo de seu comprimento. As extremidades inseridas na matriz serão arrancadas, encontrando como oposição à resistência friccional da interface e, finalmente, haverá a total separação (CHAWLA, 1987 apud SALES, 2006).
Pode-se concluir que as fibras curtas (descontinuas) podem contribuir para maior tenacidade do compósito, restringindo o crescimento inicial da fissura, sendo esse efeito dependente do comprimento inserido na matriz e da resistência à tração das fibras. Segundo BANTHIA e SHENG (1996) apud SALES (2006), se há condições favoráveis, os compósitos podem ainda apresentar um pseudo-encruamento por deformação, após a primeira fissuração, que é manifestado como um crescimento não-linear da tensão, com um aumento da deformação imposta.
Experimentos têm comprovado que o aumento da fração volumétrica das fibras leva ao aumento da tenacidade. Isso se deve ao fato de que são as fibras os elementos promotores do impedimento ao crescimento abrupto das fissuras. A presença das fibras em maior escala garante que mais processos de interação com a matriz possam consumir energia, garantindo uma maior montante de energia absorvida. Mas este aumento da fração volumétrica tem um limite, que depende do tipo, geometria e arranjo das fibras, acima do qual há prejuízo a propriedades importantes, como trabalhabilidade, homogeneidade e coesão entre fibra e matriz, levando à diminuição da resistência mecânica e, também, da tenacidade (SALES, 2006).
Resistência à compressão
A resistência à compressão do compósito é influenciada pelo tipo, comprimento e fração volumétrica das fibras. Observa-se redução dessa propriedade com o aumento das frações volumétricas das fibras, como reflexo do fato de que as fibras não atuam como reforço sob compressão, podendo na verdade constituírem-se em falhas na estrutura do material (PICANÇO 2005).
PICANÇO, 2005 observou, durante um ensaio de compressão de compósitos de argamassa reforçada com vibra vegetal, que é comum que o corpo-de-prova, já rompido, mantenha suas partes unidas pelas fibras, não perdendo, assim, sua continuidade e evitando sua fratura catastrófica. Isso vem reafirmar o papel das fibras como elementos capazes de ligar as faces das fissuras, conferindo ao material uma certa capacidade, mesmo que mínima, de carregamento, após a fissuração da matriz.
Resistência à flexão
A carga de flexão suportada por uma viga de concreto pode ser aumentada pela inclusão de fibras. A atuação das mesmas é marcante depois de atingida a carga de pico, que corresponde ao inicio da fissuração da argamassa. Assim, ao invés da ruptura brusca apresentada pela matriz sem reforço, o compósito continua a suportar carga, embora em níveis inferiores à carga de pico, apresentando grande deformação (PICANÇO, 2005).
Por simplificação e supondo-se a existência de comportamento elástico perfeito, pode-se considerar que, quando uma viga retangular do material é carregada em flexão, as tensões e deformações longitudinais, em uma dada seção transversal, variam de forma linear da superfície em compressão, para atingir um máximo de tração na superfície oposta. A tensão de ruptura, calculada a partir do momento de flexão, então, é conhecida como módulo de ruptura (MOR) e é uma medida da resistência à tração do material. Na prática, mesmo para um material elástico, o módulo de ruptura é geralmente maior que a resistência à tração, pois um volume menor do corpo de prova é tencionado e tensões de flexão, que podem surgir em um ensaio de tração pelo desalinhamento das garras, são eliminadas. No entanto, a teoria convencional das vigas é inadequada para compósitos reforçados por fibras, pois a curva tensão-deformação pós-fissuração, no lado tracionado, é diferente daquela observada em compressão.
LAWS e WALTON (1978) apud SAVASTANO JR. (1992) estudaram a resistência a tração obtida a partir de ensaio de flexão e concluíram que os valores encontrados são maiores que aqueles dos ensaios de tração direta. Isso se justifica pelo modelo adotado para distribuição de esforços, que considera diagrama triangular de tensões e módulos de elasticidade iguais, na fase elástica de carregamento, tanto para tração como para compressão.
Resistência à tração
O ensaio de medida dessa propriedade pode ser feito por tração direta ou indireta. O ensaio de tração direta é feito, utilizando corpos-de-prova cujo formato evita a concentração de tensões durante a sua solicitação. Como resultado dos ensaios obtém-se o gráfico de tensão-deformação específica, na fase elástica do carregamento e após a fissuração do material, sendo os dados obtidos utilizados para medida indireta da aderência fibra-matriz.
HANNANT et al. (1983) apud SAVASTANO JR (1992) propuseram a aplicação da teoria de Griffith, segundo a qual as fissuras têm início em falhas do compósito e são limitadas, em seu crescimento, pela presença das fibras. A partir do estágio em que essas fissuras começam a se juntar, a soma de seus efeitos exerce influência sobre a tenacidade, em decorrência das grandes deformações sofridas pelo material. Tem-se, nesse caso, justificativa para o aumento de ductilidade conferido pelas fibras, uma vez que elas são responsáveis pela incorporação de vazios e descontinuidades que aumentam a energia absorvida durante a fissuração e, ao mesmo tempo, limitam a sua propagação.
MANSUR e AZIZ (1982) apud TOLEDO (1997) observaram, para pastas e argamassas reforçadas com fibras de juta, que a resistência à tração, primeiro aumenta com o tamanho da fibra e, após atingir um valor máximo, começa a decrescer devido ao efeito adverso de se aumentar o volume de vazios no compósito.
Aderência
As fibras de baixo módulo de elasticidade são incorporadas aos materiais à base de cimento, com o objetivo de aumentar a ductilidade do compósito no estágio de pós-fissuração, o que faz do aumento de resistência um efeito secundário. Para os casos em que o arrancamento predomina sobre a ruptura da fibra, tem-se a aderência fibra-matriz como o principal fator de influência sobre a tenacidade do compósito (SAVASTANO JR. 1992).
Em relação à aderência fibra-matriz cimentícia, deve-se considerar que a alta capacidade de absorção de água da fibra vegetal pode provocar a perda do contato com a matriz, com redução da resistência de aderência na interface.
Em qualquer compósito cimentício, a aderência entre a fibra e a matriz é também prejudicada pela formação da chamada zona de transição, que difere do restante da pasta, no entorno da fibra. A presença de inclusões na matriz ainda plástica cria o chamado “efeito parede”, ou seja, a formação de um filme de água na interface, levando a uma maior porosidade e a uma maior concentração de portlandita e de etringita. Observou-se que a zona de transição, nos compósitos com fibras vegetais, que não foram previamente impermeabilizadas, é mais pronunciada, pois, sendo mais porosas, elas atraem mais água da matriz que as inclusões impermeáveis. Isso provoca maior espessura e maior porosidade da camada correspondente à zona de transição (SAVASTANO JR., 1992).
A resistência de aderência interfacial fibra-matriz pode ser determinada experimentalmente através de ensaios de arrancamento (Pull-out), porém a geometria bastante irregular das fibras vegetais pode levar a falhas de interpretação dos resultados desses testes (BENTUR e MINDESS, 1990). Em muitos casos os valores de resistência de aderência interfacial foram registrados num intervalo de 0,8 a 13 MPa. (op. cit.).
MORRISSEY et al. (1985) apud SAVASTANO JR (1992) estudaram o comprimento critico (comprimento, acima do qual, as fibras rompem antes de escorregar) para fibras vegetais em matriz de pasta de cimento. Concluíram que a resistência de aderência das fibras não é proporcional ao comprimento de ancoragem e depende, sobretudo, de pontos localizados onde a aderência é maior. Considera-se, assim, comprimento critico não como aquele em que a tensão de atrito distribuída uniformemente na superfície da fibra se iguala a sua resistência a ruptura, mas sim como o comprimento em que se torna maior a probabilidade de ocorrência de ancoragem localizada e de alta resistência ao cisalhamento.
Durabilidade
A avaliação da durabilidade dos compósitos com fibras vegetais é de suma importância para sua aplicação, por tratar-se de nova tecnologia. Em compósitos formados por matrizes frágeis e fibras vegetais os principais fatores que podem reduzir a durabilidade do material são a idade do compósito, o ataque alcalino às fibras e a incompatibilidade física entre a fibra e a matriz.
A durabilidade dos compósitos com fibras vegetais inseridas em matriz cimentícia sofre forte influência do ambiente externo. Há possibilidade da água alcalina do poro da matriz cimentícia causar desintegração de componentes da fibra (GRAM, 1983).
Pode ocorrer, também, a fragilização da fibra pelo processo de mineralização, resultante da migração de produtos de hidratação, especialmente o hidróxido de cálcio, para a cavidade central, paredes e vazios da fibra, onde cristalizam. Fibras frágeis sofrem ruptura sem alongamento considerável, não contribuindo conforme o esperado para o incremento da tenacidade do compósito (TOLEDO FILHO, 1997).
São propostos diversos métodos para atenuar os efeitos da interação fibra-mariz, podendo-se classificar as alternativas de solução, conforme sua natureza, em intrínsecas, relacionadas a modificações nos constituintes do compósito (substituição de parte do cimento por pozolanas, uso de cimentos especiais, com menor alcalinidade, impregnação das fibras ou imersão em sílica antes da mistura com a matriz), ou extrínsecas, relacionadas ao compósito como um todo (modificação da estrutura dos poros e da porosidade por compactação, condições especiais de cura, tratamento pós-cura) (GRAM, 1983, SAVASTANO JR., 2003, TOLEDO FILHO et. al., 2003, SAVASTANO JR., 2002, DOS ANJOS, 2002).
3 METODOLOGIA
3.1 MATERIAIS UTILIZADOS
Na produção dos compósitos foram utilizadas fibras de coco provenientes da indústria Indufibras de Aracaju, Sergipe, como elemento de reforço e matriz de argamassa de cimento Portland.
O cimento utilizado foi o Portland comum (CPI), da marca Poty. Para esse cimento foi determinado o índice de finura, de acordo com a NBR 11579 – Cimento Portland – Determinação da finura por meio da peneira 75µm (nº 200) – Método de ensaio (ABNT, 1991). A determinação dos tempos de pega foi feita, de acordo com a NBR 11581 – Cimento Portland – Determinação dos tempos de pega – Método de ensaio (ABNT, 2003). Foi admitida como resistência do cimento aquela relacionada à sua categoria de fabricação, ou seja, 32 MPa aos 28 dias de idade. A água utilizada foi obtida da rede de abastecimento da cidade Aracaju.
O agregado miúdo utilizado foi areia lavada, adquirida no comércio local do município de São Cristóvão. Para esse agregado foi determinada a massa específica unitária no estado seco, de acordo com a NBR 7251 – Agregado em estado solto – Determinação da massa unitária (ABNT, 1982). A determinação da massa específica real foi feita, de acordo com a NBR 9776 – Agregados – Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco de Chapman (ABNT, 1987). A composição granulométrica foi também determinada, de acordo com a NBR 7217 – Agregados – Determinação da composição granulométrica (ABNT, 1987).
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.2.1 Determinação das propriedades físicas e mecânicas das fibras
3.2.1.1 Geometria das fibras
Para determinar o diâmetro da fibra de coco, foi utilizado um microscópio eletrônico marca BODELIN, dotado de software PRO-SCOPE (Figura 02a) com magnificação de 200 vezes, cuja imagem foi projetada na tela do computador (Figura 02b). A leitura do diâmetro da fibra foi feita através de uma lente com escala de precisão de 10 µm (Figura 03). Foram utilizados 30 exemplares de fibras de 50 mm de comprimento, nos quais foram realizadas três medidas ao longo do comprimento de cada exemplar, determinando-se a média aritmética. As medidas individuais dos diâmetros foram obtidas com a utilização do software de tratamento de imagem Image-Pro Express.
Para determinar o comprimento da fibra de coco, foram colhidos 100 exemplares que foram medidos com uma trena metálica, de precisão de 1 mm. Foram, também, medidos os comprimentos com os quais a fábrica produz e comercializa as fibras, considerando ser essa a máxima medida possível de se obter, após processamento industrial.
3.2.1.2 Determinação da massa específica real
A massa específica real das fibras foi determinada pelo método do picnômetro. Foram utilizados dois picnômetros e uma bomba a vácuo, para a retirada do ar (Figura 04). Em cada picnômetro foram colocados 4 g de fibra, de 30 mm de comprimento, e o frasco foi preenchido com água até cobrir as fibras. As fibras ficaram imersas por 24 horas, permitindo a saída prévia de ar contido nos vazios. Após esse período, o ar ainda presente nas fibras foi retirado pela ação da bomba à vácuo agindo sobre a imersão por 15 minutos. Em seguida, o picnômetro foi completamente preenchido com água e determinou-se seu peso. A medida da massa específica real foi obtida através da equação 01.
(01)
Onde: ? – massa específica real em g/cm³
P1 – massa do picnômetro vazio em gramas
P2 – massa do picnômetro com fibra em gramas
P3 – massa do picnômetro contendo água e fibras em gramas
P4 – massa do picnômetro preenchido com água em gramas
3.2.1.3 Determinação do teor de umidade
Foi determinado o teor de umidade que a fibra de coco apresenta quando exposta ao ar, no ambiente de laboratório. As fibras foram cortadas em um comprimento de 30 mm e depois secas em estufa a 60 °C até constância de massa, obtendo a massa seca (Pe). Depois foram retiradas da estufa e deixadas expostas ao ar por 24 horas, obtendo-se a massa seca ao ar (Pa). O teor de umidades das fibras foi calculado pela equação 02:
(02)
3.2.1.4 Determinação da absorção de água
Na determinação da absorção da água, as fibras de 30 mm de comprimento foram colocadas na estufa, a 60°C, até a constância de massa, em seguida foram imersas em água (Figura 05) e tiveram suas massas determinadas. Procedeu-se então às determinações de massa em intervalos de 5 minutos, 30 minutos, 1 hora e 2 horas. A partir daí, foram feitas as determinações em intervalos de 24 horas até o sexto dia. Em seguida, em intervalos de 48 horas até atingir a saturação. Para calcular a absorção foi utilizada a equação 03:
(03)
Onde: mht = massa úmida da fibra (g)
ms = massa seca seco da fibra (g)
Cada fibra foi colocada numa moldura confeccionada com uma folha de papel, com um orifício. Ao colar a fibra na moldura de papel, tomou-se o cuidado para que só fosse transmitido o esforço de tração ao segmento livre e também foi observado se a garra do equipamento não dilacerava a fibra pela pressão exercida. O equipamento utilizado foi um dinamômetro com capacidade máxima de 10 N.
3.2.2 Produção dos compósitos
Buscou-se estudar as influências dos fatores: traço da argamassa, teor e comprimento das fibras. Para o traço da argamassa, foram utilizadas as relações em massa 1:1 (cimento:areia), com relação água/cimento 0,40, e 1:2, com relação água/cimento 0,52. As relações água/cimento tiveram que ser diferentes, para manter a mesma trabalhabilidade das misturas. Em relação aos teores de fibras (frações volumétricas), foram utilizadas as percentagens de 2% e 3%. Quanto ao comprimento das fibras, foram utilizados os valores de 15 mm e 25 mm. Assim, foram produzidos oito tipos de mistura de compósitos reforçados com fibras de coco, além de duas misturas de referência (argamassas com traços em massa 1:1 e 1:2). A apresenta a nomenclatura usada para designar cada mistura.
3.2.2.1 Ensaio de compressão
Para cada mistura, foram produzidas em argamassadeira (Figura 07), seis corpos-de-prova cilíndricos, com 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura.
Primeiramente, foi misturada cada argamassa e, em seguida, adicionaram-se as fibras e procedeu-se à homogeneização da mistura, na própria argamassadeira. O adensamento foi feito em mesa vibratória, em duas camadas, por 10 segundos cada. Os corpos-de-prova moldados foram deixados nos moldes, cobertos com placa de vidro, por 48 horas, e em seguida foi feita a desmoldagem. A cura foi feita mantendo os corpos-de-prova em sacos plásticos, até a idade de 28 dias, quando foi realizado o ensaio de ruptura à compressão. Esse ensaio foi realizado em uma máquina MUE-100, marca EMIC. Antes do ensaio, foi feita a regularização dos topos dos corpos-de-prova, com massa plástica, e foram fixados extensômetros elétricos (Figura 08b), para obtenção da curva tensão-deformação desses materiais, usando aparelho de aquisição automática de dados marca HBM, modelo Spider 8.
– Argamassadeira
Para o cálculo da resistência à compressão, utilizou-se a equação 04:
(04)
Onde: P = carga aplicada
A = área do topo do corpo-de-prova
3.2.2.1 Ensaio de flexão
O ensaio de flexão foi feito para dois tipos de seção. Uma delas media 50 x 50 mm com comprimento de 300 mm (vigota) e a outra, com largura de 70 mm, altura de 8 mm e comprimento de 250 mm, pretendendo simular a seção e uma placa ou telha de cobertura a ser fabricada com o material.
Vigota
Para cada mistura, foram produzidos em argamassadeira, três corpos-de-prova prismáticos. Primeiramente, foi misturada cada argamassa e, em seguida, adicionaram-se as fibras e procedeu-se à homogeneização da mistura, na própria argamassadeira. O adensamento foi feito em mesa vibratória, com apenas uma camada (Figura 09a). Os corpos-de-prova moldados foram deixados nos moldes, cobertos com placa de vidro, por 48 horas, e em seguida foram desmoldados. A cura foi feita em sacos plásticos, até a idade de 28 dias, quando foi realizado o ensaio de ruptura à flexão em três pontos (Figura 09b), na máquina universal MUE-100, marca EMIC, com utilização de célula de carga de 1 tf, marca GUNT. Adotou-se vão livre de 240 mm.
Placas
Para cada mistura, foram produzidas em argamassadeira, duas placas quadradas com 250 mm de lado e 8 mm de altura. Primeiramente, foi misturada cada argamassa e, em seguida, adicionaram-se as fibras e procedeu-se à homogeneização da mistura, na própria argamassadeira. O adensamento foi feito em mesa vibratória, em uma única camada (Figura 10a). Os corpos-de-prova moldados foram deixados nos moldes, dentro de sacos plásticos, por 48 horas, e em seguida desmoldados. A cura foi feita em sacos plásticos, até a idade de 28 dias, quando cada placa foi cortada em três peças com 70 mm de largura. Optou-se por executar o ensaio de flexão das placas com aplicação de pesos (Figura 10b), pois as cargas de ruptura previstas para esses corpos-de-prova eram muito pequenas para as células de carga disponíveis, o que comprometeria a precisão das determinações.
(05)
Onde: P= carga aplicada
L = vão livre
b = largura da viga
h = altura da viga
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 CARACTERÍSTICAS DO CIMENTO E DO AGREGADO
O cimento utilizado apresentou índice de finura igual a 2,9%. O tempo de início de pega foi de 1h 23min e o tempo de fim de pega, de 5h 29 mim. O agregado miúdo apresentou massa específica unitária no estado seco igual a 1,55 kg/dm³. A determinação da massa específica real resultou no valor de 2,62 kg/dm³. A curva granulométrica obtida encontra-se apresentada na Figura 11. Percebe-se que esse agregado poderia ser classificado como areia grossa (ABNT, 1983). O módulo de finura e o diâmetro máximo da areia foram de 3,02 e 9,5 mm, respectivamente. Foi observada a presença de grãos maiores, como se tivesse havido modificação da granulometria por mistura com uma pequena quantidade de seixo, o que levou à determinação de um diâmetro máximo acima do esperado para um agregado miúdo.
4.2 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DAS FIBRAS
4.2.1 Geometria
A média dos diâmetros das fibras de coco foi de 0,317 mm, com coeficiente de variação de 0,30. Em comparação com o valor médio obtido por TOLEDO FILHO (1997), que foi de 0,25 mm, e por SAVASTANO JR (1992), de 0,210 ± 0,101 mm, o diâmetro medido está dentro do esperado.
A média dos comprimentos das fibras foi de 22,34 cm, com coeficiente de variação de 0,20. Esse valor é comparável ao obtido por SAVASTANO JR (1992), de 28,70 ± 10,38 mm. O comprimento das fibras, que é a medida na qual a fibra é comercializada, depende das características de produção de cada indústria.
4.2.2 Massa específica real
A média da massa específica real das fibras foi de 1453,6 kg/m³. Esse valor foi superior ao obtido, para esse mesmo tipo de fibra por SAVASTANO JR (1992), que foi de 1177 kg/m³. Isso pode se dever ao método utilizado, nesse trabalho, para a determinação dessa propriedade, no qual foi garantida a retirada do ar contido nos vazios, através de vácuo, permitindo o preenchimento com água.
4.2.3 Teor de umidade
O teor de umidade da fibra exposta ao ar, no Laboratório de Materiais de Construção da UFS, obtido foi de 8,77%. O valor obtido por TOLEDO FILHO (1997), de 13,5%, foi superior em mais de 50% em relação ao obtido nesse trabalho, supostamente devido a diferenças das condições ambientais a que as fibras ficaram expostas.
4.2.4 Absorção da água
A absorção da água pelas fibras na saturação foi de 171,85%. Esse valor, em comparação com os valores obtidos por TOLEDO FILHO (1997), de 100%, e por SAVASTANO JR (1992), de 93,8%, mostrou-se consideravelmente superior.
4.2.5 Resistência à tração
A média das tensões obtidas nos ensaios de tração foi de 87,25 MPa. TOLEDO FILHO (1997) obteve para essa propriedade o valor de 174 MPa e SAVASTANO JR (1992), de 95 a 118 MPa. Considera-se essa variação, entre os resultados obtidos em experimentos conduzidos em diferentes trabalhos, como um reflexo da ausência de normalização técnica que oriente os procedimentos de ensaio. O valor obtido nesse trabalho está próximo ao valor inferior obtido por SAVASTANO JR (1992).
4.3 DESEMPENHO MECÂNICO DOS COMPÓSITOS
4.3.1 Resistência à compressão
apresentam curvas tensão-deformação dos compósitos com traço 1:1 e 1:2, respectivamente, obtidas nos ensaios de resistência à compressão. Pode-se notar que as curvas das matrizes reforçadas com fibras de coco apresentam formas similares às curvas típicas normalmente obtidas com matrizes sem fibra.
Calculou-se a média das tensões de ruptura obtidas do ensaio à compressão, para cada mistura, calculando-se, também, o coeficiente de variação (Cv) das amostras. A partir das curvas tensão-deformação, foram determinados os módulos de elasticidade das misturas.
Para misturas com matriz de argamassa de traço 1:1, a adição de fibras trouxe redução da resistência à compressão. As fibras, nessa matriz mais resistente (relação água/cimento 0,40), atuaram como falhas, sob esforço de compressão, já que sob esse tipo de solicitação, as fibras não atuam como reforço. Para essa matriz, com o teor de fibras de 2%, o aumento do comprimento para 25 mm, provocou redução da resistência, sendo essa redução creditada ao aumento do número de falhas representadas pelas fibras. Já para os compósitos com 3% de fibras, esse aumento de comprimento provocou aumento de resistência. Para os compósitos com essa matriz, quando foi houve aumento do teor de fibras de 2% para 3%, houve redução da resistência à compressão, para os dois comprimentos de fibra utilizados, chegando a um percentual de 45,7%, para compósitos com fibras de 15 mm de comprimento.
Para o compósito com matriz de traço 1:2, a adição de fibras trouxe aumento da resistência à compressão. Essa matriz apresentou baixa resistência, devido à alta relação água/cimento, de 0,52. Pode-se supor que a fibra, com alta absorção de água, reteve a água da mistura, não deixando tanta água disponível para ser perdida para o meio, por secagem, aumentando assim a resistência. A água retida pelas fibras pode promover uma espécie de cura interna da pasta de cimento, favorecendo o ganho de resistência. Para essa matriz, com o teor de fibras de 2%, o aumento do comprimento para 25 mm, provocou redução da resistência. Já para os compósitos com 3% de fibra, esse aumento de comprimento provocou aumento de resistência, havendo, nestes casos, semelhança de comportamento com a matriz 1:1. Para os compósitos com matriz 1:2, quando houve aumento do teor de fibras para 3%, mantendo o comprimento de 15 mm, ocorreu redução de resistência de 20,3%. Já para comprimento de 25 mm, ocorreu um pequeno aumento de resistência à compressão, de 9,7%.
Pode-se atribuir esses desempenhos diferenciados ao fato de que, para cada tipo de matriz, sempre há um comprimento, chamado de crítico, para o qual a fibra tem seu desempenho mecânico explorado ao máximo (GIBSON, 1993). Isso depende da resistência de aderência entre fibra e matriz. PICANÇO (2005) obteve no ensaio de compressão com fibra de curauá, com mesma matriz, com fração volumétrica das fibras de 3% e comprimento de 25 mm, uma redução da resistência de cerca de 58%. Nesse trabalho, para esse mesmo teor e comprimento de fibra, a redução foi de 35%. Apesar de ser a fibra de curauá mais resistente à tração (492,62 MPa, segundo PICANÇO, 2005) que a de coco (87,25 MPa, nesse estudo), sabe-se que, sob compressão, essa vantagem não se constitui em garantia de reforço, o que fica mostrado nos resultados apresentados.
Os resultados da determinação dos módulos de elasticidade sob compressão mostraram que houve redução da rigidez das misturas, com a adição do reforço com fibras. A mesma tendência foi observada por PICANÇO (2005). No estudo de TOLEDO FILHO (1997) foi considerado que as mudanças no módulo de elasticidade podem ser consideradas desprezíveis em razão da adição de fibras à matriz.
4.3.2 Resistência à flexão
4.3.2.1 Em corpos-de-prova em forma de vigota
Foi calculada a média das tensões de ruptura à flexão (módulo de ruptura MOR), obtidas com o ensaio de flexão dos quatro corpos-de-prova, tendo sido determinado, também, o coeficiente de variação (Cv).
Para matriz 1:1, a adição de fibras trouxe uma pequena redução (em torno de 15%, em geral) da resistência à flexão. Na matriz com mais alta resistência, a adição das fibras pode ter contribuído para o aumento da porosidade da mistura, que, possivelmente, se refletiu num menor desempenho dos compósitos. Com o teor de 2% de fibras, o aumento do comprimento de 15 mm para 25 mm, resultou em aumento da resistência à flexão em cerca de 10%, como reflexo de um maior comprimento de ancoragem da fibra na matriz. Com o teor de 3% de fibra, o aumento do comprimento para 25 mm, praticamente não trouxe variação da resistência. Ainda para a mesma matriz, o mesmo ocorreu em relação ao aumento do teor de fibras de 2% para 3%, tanto para o comprimento de 15 mm, como para o de 25 mm.
Para matriz 1:2, a adição de fibras praticamente não alterou a resistência à flexão. Não houve considerável influência sobre o desempenho mecânico, nem com a alteração do comprimento, nem com a variação da fração volumétrica das fibras.
SAVASTANO JR. (1992) obteve valores, para flexão de compósitos com fibras de coco, com mesmas geometria e dimensões dos corpos-de-prova usados no presente estudo, em torno de 3,0 a 4,5 MPa, sendo essa variação atribuída à variação do teor e comprimento das fibras. PICANÇO (2005) obteve, no ensaio de flexão de compósitos de argamassa com fibra de curauá, redução da resistência, em relação à matriz sem reforço, de cerca de 30%, para a fração volumétrica de 2% de fibras com comprimento de 25 mm, e redução de 12% para a fração volumétrica de 3%.
4.3.2.2 Em corpos-de-prova em forma de placa
Foi feita a média com os valores das tensões obtidas com o ensaio de flexão em placa, dos seis corpos-de-prova, calculando-se também o coeficiente de variação (Cv). Obtiveram-se os resultados mostrados na Tabela 05.
A adição de fibras na mistura para qualquer teor e comprimento trouxe redução na resistência à flexão, em comparação com a mistura sem fibras, que configura a mesma tendência já observada para os corpos-de-prova em forma de vigota. As fibras podem ter atuado como falhas nessa matriz com mais alta resistência, sob esforço de flexão.
Para matriz 1:1, com o teor de 2% de fibras o aumento do comprimento de 15 mm para 25 mm aumentou a resistência em cerca de 11%. Isso pode ser creditado a um maior comprimento de ancoragem que beneficiou o desempenho sob flexão. Para o teor de 3% de fibras, não houve variação considerável da resistência à flexão, quando se aumentou o comprimento da fibra de 15 mm para 25 mm. Pode-se supor que, para um maior teor de fibras, o incremento da resistência que poderia ser causado pelo aumento do comprimento, foi prejudicado pela redução da trabalhabilidade da mistura fresca. Para o comprimento de fibra de 15 mm, o aumento do ter de fibras de 2% para 3%, aumentou a resistência em 16%. Com o comprimento de 25 mm, o aumento do teor de fibras para 3% não levou a modificações consideráveis da resistência.
Para matriz 1:2, para qualquer dos dois teores de fibras utilizados, o aumento do comprimento de 15 mm para 25 mm trouxe redução da resistência, chegando-se a 29% e 19% de redução dessa propriedade, respectivamente, para 2% e 3% de fibras. Para qualquer dos comprimentos de fibras utilizados, o aumento do teor de fibras de 2% para 3% não resultou em consideráveis alterações da resistência à flexão.
De forma geral, para o comprimento de fibra de 15 mm, a resistência do compósito permaneceu alta e praticamente constante, mesmo quando houve mudança do traço da matriz e variação do teor de fibras na mistura, o que pode levar à conclusão de que esse comprimento seria adequado para reforço desse tipo de matriz, dentro do intervalo de teores estudado.
Comparando-se os resultados dos ensaios de flexão em vigotas (seção transversal de 50 x 50 mm, área de 2500 mm²) com os realizados com corpos-de-prova em formato de placas finas (seção 8 x 70 mm, área de 560 mm²), percebe-se a superioridade dos valores de resistência à flexão dos últimos. Isso pode ser explicado, inicialmente, pelo efeito de escala, segundo o qual, quanto maiores as dimensões dos espécimes, maior a probabilidade de existência de falhas, onde as tensões se concentram e provocam a ruptura. Adicionalmente, no caso desse estudo, o método de adensamento em mesa vibratória, resultou, nas vigotas, em menor eficiência na compactação, devido às suas maiores alturas da seção transversal. Já para as placas finas, a pequena espessura garantia que toda a camada fosse adensada com mais eficiência, causando melhoria dos índices mecânicos. Esse fato fica exemplificado no estudo de AGGARWAL (1992), que, em compósitos cimentícios com fibras de coco, aplicou compressão na moldagem, variável de 0,5 a 3,0 MPa. A resistência à flexão, para a menor pressão na moldagem, ficou em torno de 3,5 MPa, enquanto que, para pressão de 3,0 MPa, esse valor de resistência passou a 10,5 MPa.
5 CONCLUSÕES
A partir dos resultados obtidos no ensaio de resistência à compressão, foi possível concluir que, para misturas com matriz de argamassa de traço 1:1, a adição de fibras trouxe redução da resistência à compressão. Já para o compósito com matriz de traço 1:2, a adição de fibras trouxe aumento da resistência à compressão. Os resultados da determinação dos módulos de elasticidade sob compressão mostraram que houve redução da rigidez das misturas, com a adição do reforço com fibras.
A partir dos resultados obtidos nos ensaios de resistência à flexão em vigotas, conclui-se que, para matriz 1:1, a adição de fibras trouxe uma pequena redução da resistência à flexão. Para matriz 1:2, a adição de fibras praticamente não alterou a resistência à flexão. Não houve considerável influência sobre o desempenho mecânico, nem quando houve alteração do comprimento, nem com a variação da fração volumétrica das fibras.
A partir dos resultados obtidos no ensaio de resistência à flexão em placas, concluiu-se que a adição de fibras na mistura para qualquer teor e comprimento trouxe redução na resistência à flexão, em comparação com a mistura sem fibras, que configura a mesma tendência já observada para os corpos-de-prova em forma de vigota.
Comparando-se os resultados dos ensaios de flexão em vigotas com as placas, percebe-se a superioridade dos valores de resistência à flexão dos últimos. Isso pode ser explicado, inicialmente, pelo efeito de escala, segundo o qual, quanto maiores forem as dimensões dos espécimes, maior a probabilidade de existência de falhas, onde as tensões podem se concentrar e provocar a ruptura. Adicionalmente, no caso desse estudo, o método de adensamento em mesa vibratória, resultou, nas vigotas, em menor eficiência na compactação, devido às suas maiores alturas de seção transversal. Já para as placas, a pequena espessura garantia que toda a camada fosse adensada com mais eficiência, melhorando os índices mecânicos.
Observou-se, dos resultados obtidos, que houve predominância de uma resistência do compósito mais alta, para o reforço com comprimento de fibra de 15 mm, mantendo-se essa tendência praticamente constante, mesmo quando houve mudança do traço da matriz e variação do teor de fibras na mistura. Isso poderia levar à conclusão de que esse comprimento seria adequado para reforço desse tipo de matriz, dentro dos intervalos de teores de fibras e de traços da matriz utilizados nesse trabalho.
De modo geral, os resultados obtidos nesse trabalho foram comparáveis aos obtidos em trabalhos anteriores, conforme literatura técnica consultada, para compósitos com mesma matriz e fibra vegetal.
Considerando o ainda escasso número de pesquisas sobre esses materiais não convencionais para a construção, a variabilidade inerente aos componentes desse tipo de compósito e a suscetibilidade das fibras vegetais ao ataque por agentes agressivos intrínsecos e extrínsecos ao compósito, coloca-se, como sugestão para posteriores trabalhos, a investigação da durabilidade dessas misturas e seu comportamento em relação à retração por secagem.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABIKO, A. Tecnologias apropriadas em construção civil. In: FREIRE, W. J. e BERALDO, A. L. (coord.) Tecnologias e materiais alternativos de construção. Campinas: Editora UNICAMP, 2003.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7251 – Agregado em estado solto – Determinação da massa unitária. Rio de Janeiro, 1982.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7211 – Agregado para concreto. Rio de Janeiro: ABNT, 1983.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 9776 – Agregados – Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco de Chapman. Rio de Janeiro, mar. 1987.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7217 – Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, ago. 1987.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5732 – Cimento Portland comum. Rio de Janeiro, jul. 1991.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 11579 – Cimento Portland – Determinação da finura por meio da peneira 75µm (nº 200). Rio de Janeiro, jul. 1991.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 11581 – Cimento Portland – Determinação dos tempos de pega. Rio de Janeiro, jul. 2003.
AGGARWAL, L. K. Studies on cement-bonded coir fibre boards. Cement & Concrete Composites n. 14, p. 63-69. Great Britain : Elsevier Science Limited, 1992.
BENTUR., A., MINDESS, S. Fibre reinforced cementitious composites. London, England: Elsevier Science, 1990.
CEPED – Centro de Pesquisa e Desenvolvimento. Utilização de fibras vegetais no fibro-cimento e no concreto-fibra. BNH-DEPEA, Rio de Janeiro,1982.
DANIEL, I. M., ISHAI, O., Engineering mechanics of composite materials. New York, USA: Oxford University Press, 1994
DOS ANJOS, M. A. S. Compósito à base de cimento reforçado com polpa de bambu: Caracterização física, mecânica e microestrutural. Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, 2002.
GIBSON, R. F. Principles of composite material mechanics. New York: McGraw-Hill, 1993.
GUIMARÃES, S. da S. Experimental mixing and moulding with vegetable fibre reinforced cement composites. International Conference on Development of Low-Cost and Energy Saving Construction Materials, Lehigh Valley, Pennsylvania, pp. 37-42, 1984.
GRAM, H-E. Durability of natural fibres in concrete. CBI Forskning Research. Stockholm, 1983, 255p.
PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland. Editora: Globo, São Paulo, 2005.
PICANÇO, M. de S. Compósitos cimentícios reforçados com fibras de curauá. Dissertação de Mestrado, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.
RAMASWAMY, H. S., AHUJA, B. M., KRISHNAMOORTHY, S. Bahaviour of concrete reinforced with jute, coir and bamboo fibres. The International Journal of Cement Composites and Lightweight Concrete, 5, PP. 3-13, 1983.
SALES, A. T. C. Retração, fluência e fratura em compósitos cimentícios reforçados com polpa de bambu. Tese de Doutorado, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006.
SAVASTANO JÚNIOR, H. The use of coir fibres as reinforcement to Portland cement mortars. RILEM, Bahia, 1990.
SAVASTANO JÚNIOR, H. Zona de transição entre fibras e pasta de cimento Portland: caracterização e inter-relação com as propriedades mecânicas dos compósitos. Tese de doutorado. Universidade de São Paulo, São Paulo, 1992.
SAVASTANO Jr., H., AGOPYAN, Vahan. Fibras naturais para produção de components construtivos. Curso Internacional Materiales Compuestos Fibrorreforzados, Universidad Del Valle/Cyted Proyecto VIII.5, Cali, Colombia, 1998.
SWAMY, R. N. Vegetable fibre reinforced cement composites – a false dream or a potential reality? RILEM, Bahia, 1990.
TODAFRUTA. Informes sobre a produção do coco. In: Revista Toda Fruta, www.todafruta.com.br, acesso em 27/01/2008.
TOLEDO FILHO, R. D., BARBOSA N.P. e GHAVAMI, K. Aplicaton of sisal and coconut fibres in adobe blocks. RILEM, Bahia, 1990.
TOLEDO FILHO, R. D. Materiais compósitos reforçados com fibras naturais: caracterização experimental. Tese de doutorado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1997.
TOLÊDO FILHO, R. D., SCRIVENER, K., ENGLAND, G. L., GHAVAMI, K. Durability of alkali-sensitive sisal and coconut fibres in cement mortar composites. Cement & Concrete Composites, 22, pp. 127-143, 2000.