Materiais de Construção - Ibracon - C46

Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia

Vahan Agopyan Escola Politcnica da USP

Holmer Savastano Jr. Fac. de Zootec. e Enga. Aliment. da USP

Fibras vegetais como material de construo

Captulo 46


So materiais polifsicos, distinguindo-se duas fases bsicas, as fibras e a matriz em que as fibras esto embebidas;

A funo principal das fibras a de ser reforo mecnico da prpria matriz;

Com a adio de fibras nas matrizes, possvel melhorar as suas propriedades mecnicas, como a resistncia trao, flexo e ao impacto;

Normalmente, o volume de fibras, com exceo s de amianto, adicionado s matrizes frgeis em valor inferior a 3%.

Materiais reforados com fibras


O uso de fibras vegetais

Dezenas de grupos de pesquisa, notadamente de pases em desenvolvimento, lanaram-se no estudo de fibrocimentos com fibras vegetais, abundantes nos seus pases e bem mais econmicas e disponveis do que as fibras artificiais;

As fibras mais estudadas so as de bamb, sisal, coco, bagao de cana, juta, madeira e outras plantas africanas;

Um emprego comercial de sucesso, inclusive no Brasil , o resultante dos estudos de materiais cimentcios reforados com polpa de celulose.


Durabilidade das fibras vegetais

A durabilidade a propriedade bsica para viabilizar o emprego de fibras vegetais na Construo Civil;

As fibras vegetais fragilizam-se ao longo do tempo, devido sua decomposio em meio alcalino, no caso, a gua contida nos poros das matrizes com cimento;

O constituinte principal das fibras a celulose, que forma as microfibrilas, as quais, por sua vez, servem de reforo a uma matriz composta, principalmente, por lignina e hemicelulose;

A degradao das fibras vegetais em meio alcalino deve- se, principalmente, decomposio qumica da lignina e da hemicelulose.


Como melhorar a durabilidade das fibras vegetais

empregar feixes em vez de filamentos; impregnar as fibras com agentes bloqueadores das

reaes de decomposio; impregnar as fibras com agentes repelentes gua; aplicar simultaneamente os agentes bloqueadores e os

repelentes; impermeabilizar a matriz, por agentes internos ou

externos; reduzir a alcalinidade da matriz, para que a gua dos

poros tenha um pH inferior a 9; impregnar a fibra e atuar na matriz.


As fibras vegetais do Brasil

O Brasil, com exceo da regio Sul, recoberto por uma vegetao que pode produzir fibras em larga escala;

Para selecionar, leva-se em conta: o comportamento mecnico (resistncia trao, mdulo de

elasticidade e alongamento na ruptura), as caractersticas fsicas (massa especfica e absoro de

gua), as relaes entre as dimenses (comprimento e seo

transversal), a adequao ao clima para facilidade de produo e a durabilidade em ambiente natural.


Fibras vegetais nacionais com uso potencial na Construo Civil

Nome vulgar

Nome botnico

Parte da extrao

Massa espec. (kg/m3)

Absoro mxima (%)

Alongam. na ruptura (%)

Resis. trao (MPa)

Mdulo de elastic. (GPa)

Bambu Bambusa vulgaris S.

Caule 1158 145 3,2 73 a 505 5,1 a 24,6

Celulose (papel- imprensa)

Pinus elliottii (princ.)

Caule 1200 a 1500

400 Nd 300 a 500 10 a 40

Coco Cocos nucifera L.

Fruto 1177 93,8 23,9 a 51,4

95 a 118 2,8

Juta Corchorus capsulanis L.

Caule Nd 214 3,7 a 6,5 230 nd

Malva Urena lobata L.

Caule 1409 182,2 5,2 160 17,4

Piaava Attalea funifera M.

Folha 1054 34,4 a 108 6 143 5,6

Sisal Agave sisalana P.

Folha 1370 110,0 4,9 a 5,4 347 a 378 15,2

Com base em compilaes feitas por Agopyane Savastano Jr. (1998) e Toldo Filho (1997).


Fibras de coco

O coqueiro cultivado comercialmente no Brasil;

As fibras tem, relativamente, baixo teor de celulose, mas a sua estrutura fechada, conforme a figura ao lado;

Comprimento varia de 10 a 200 mm e dimetro mdio de 0,3 mm.

Figura 1 Fibra de coco


Fibras de sisal

A planta de sisal mais comum no Brasil a Agavesisalana Perrine, pela facilidade de obteno de fibras de suas folhas;

Dentre as fibras vegetais estudadas, as de sisal so consideradas como as de melhor resistncia mecnica, com exceo das de bambu;

Apesar do teor alto de celulose e baixo de lignina, as fibras de sisal tm baixa resistncia ao meio alcalino.Figura 2 A estrutura tubular das fibras de sisal


Papel desagregado:

Reduo dos custos e emprego de sub-produtos;

O papel-imprensa foi o estudado por no conter cola e desagregar mais fcil com gua

Fibras de bamb:

Planta comum no Brasil; As fibras representam de

60% a 70% do bambu, em massa, e so concentradas na parte externa do colmo;

As propriedades mecnicas dessas fibras so excelentes


Compatibilidade fsica das fibras vegetais com a matriz

Figura 3 Microscopia eletrnica de varredura, imagem por eltrons retroespalhados. Compsito com fibras de malva. 1: fibra descolada da matriz; 2: macrocristal de hidrxido de clcio e 3: microfissuras


Componentes para edificaes

Figura 4 - Moldagem das telhas de argamassa de cimento Portland reforada com fibras de coco (CEPED, 1985).



Figura 5 Passeio coberto com o telho construdo na dcada de 1980 na antiga sede do Ceped, em Camaari, BA (fotografia: Holmer Savastano Jr., ago. 2006).



Agopyan; Jr. (1997)Figura 6 Seo dos painis reforados com fibras de coco.



Figura 7 Vista do prottipo construdo com painis reforados com coco (AGOPYAN e JOHN, 1992)



Figura 8 Ensaio de flexo com 3 apoios das telhas (fotografia de Holmer Savastano Jr.)


Comentrios finais

A durabilidade uma propriedade muito importante, por isso, a utilizao de componentes, em condies climticas midas, tem que ser cuidadosa;

Os resultados aqui apresentados so promissores - possvel a produo de painis, relativamente grandes, com materiais reforados com fibras vegetais;

A opo de melhorar a durabilidade dos compsitos pela reduo da alcalinidade da matriz mostrou-se a mais promissora;

Estes materiais so tecnicamente possveis de serem produzidos e economicamente viveis nas regies em que a matria-prima abundante. So materiais alternativos, porm no de qualidade inferior aos convencionais.


Os materiais reforados com fibras vegetais so

materiais alternativos, porm no de qualidade

inferior aos convencionais

Fibras vegetais como material de construoMateriais reforados com fibrasO uso de fibras vegetaisDurabilidade das fibras vegetaisComo melhorar a durabilidade das fibras vegetaisAs fibras vegetais do BrasilFibras vegetais nacionais com uso potencial na Construo CivilFibras de cocoSlide Number 10Compatibilidade fsica das fibras vegetais com a matrizComponentes para edificaesComponentes para edificaesComponentes para edificaesComponentes para edificaesComponentes para edificaesComentrios finais Slide Number 18

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