Produção e caracterização de impermeabilizante a base da resina de breu branco da Amazônia: prospecção da resina de breu branco da Amazônia como impermeabilizante de fibras naturais em compósitos
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Data de Publicação: | 2019 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM |
Texto Completo: | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7890 |
Resumo: | Atualmente o maior desafio da construção civil é aliar o desempenho de um determinado material com a redução do impacto ambiental de sua produção sem que este processo seja demasiadamente oneroso. Outro destaque se dá para o problema de degradação prematura em compósitos reforçados com fibras naturais, que influência o desempenho da matriz cimentícia, pois o concreto apresenta uma maior permeabilidade, durante a hidratação permite outros elementos agressivos entrar, levando a carbonatação e ataque de íons cloreto resultando em problemas de corrosão promovendo a alcalinidade da matriz cimentícia. Em compósitos reforçados com fibras naturais, a água presente nos poros é altamente alcalina, ocasionando dissolução da hemicelulose e lignina e hidrólise alcalina das moléculas de celulose, reduzindo o grau de polimerização e resistência das fibras. Além disso, os produtos de hidratação, principalmente o hidróxido de cálcio, migram para paredes, lumens e vazios das fibras, ocasionando mineralização das fibras. Diante da busca por novas fontes de energias renováveis visando à prática de ações para um desenvolvimento sustentável. A resina de breu branco se destaca, como impermeabilizante, em função da sua hidrofobicidade, observada na calafetação de barcos, podendo contribuir na impermeabilização de fibras, para realização de concretos leves, exaurindo o ataque a carbonatação em matrizes cimentícias, bem como matriz polimérica na produção de compósitos reforçados com fibras vegetais, corraborando para um desenvolvimento altamente renovável, e verde quando comparada a resinas a base de poliuretanos obtidos por isocianatos. No presente estudo realizou-se a extração e caracterização da resina de breu branco da Amazônia e avaliou-se o potencial da resina na impermeabilização de caroços resíduos de açaí do Amazonas e tecido de juta e malva, na confecção de compósitos naturais. A caracterização da resina de breu foi realizada pelas técnicas de espectrometria de massas CG/EM, análise de infravermelho acoplada a transformada de fourrier FT/IR, e análise de difração de raio-x DRX, que validaram nas frações de extratos em etanol e acetato a composição dos constituintes do gênero principal de breu Protium Hepthaphyllum, os compostos pentaciclícos de alfa e beta amirina e amironas. A estabilidade térmica dos extratos foi investigada através da análise termogravimétrica TGA, os compostos são constituídos de grupos OH, que resulta em uma forte ligação intermolecular, em média a estabilidade térmica norteia 250 °C. Em meio aquoso os extratos resultaram na dispersão sólida hidrofóbica, em função desta qualidade em testes de absorção de água avaliou-se as resinas de breu extraídas em etanol e acetato, que não apresentaram dispersão quando comparadas a resina industrial. Quanto a prospecção ao potencial impermeabilizante das resinas de breu avaliou-se ao despejala como revestimento de superfície em resíduos caroços de açaí a fim de qualificar o potencial de impermeabilização em meio ao severos ataques alcalinos promovidos durante a hidratação da massa cimentícia, o melhor método de impermeabilização se deu para resina de breu aquecido, os corpos de provas que tiveram os caroços agregados, impermeabilizados com a resina tiveram resistência de 6,49 MPa, resistindo e inibindo severas condições de alcalinidade e carbonatação da matriz cimentícia. Para a produção de compósitos laminados, o uso da resina de breu extraída ou aquecida não promoveu a proteção das fibras em meio a matriz cimentícia, bem como não promoveu a qualidade de resistência. Quanto ao ensaio de flexão o melhor índice de resistência se deu ao revestimento dos tecidos de juta e malva, impermeabilizado com a resina industrial que promoveu resistência em média de 7,87 (MPa). Palavras chaves: Breu branco da Amazônia; Caracterização; Compósitos leves. Compósitos laminados. |
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Produção e caracterização de impermeabilizante a base da resina de breu branco da Amazônia: prospecção da resina de breu branco da Amazônia como impermeabilizante de fibras naturais em compósitosProduction and characterization of Amazon white resin and its application as waterproof in civil constructionCompósitos leves (Engenharia civil)Compósitos laminados (Engenharia civil)Resina de breu brancoImpermeabilização - Construção civilWhite rosin from the AmazonENGENHARIAS: ENGENHARIA CIVILBreu branco da AmazôniaCaracterizaçãoImpermeabilizaçãoCompósitos levesCompósitos laminadosAtualmente o maior desafio da construção civil é aliar o desempenho de um determinado material com a redução do impacto ambiental de sua produção sem que este processo seja demasiadamente oneroso. Outro destaque se dá para o problema de degradação prematura em compósitos reforçados com fibras naturais, que influência o desempenho da matriz cimentícia, pois o concreto apresenta uma maior permeabilidade, durante a hidratação permite outros elementos agressivos entrar, levando a carbonatação e ataque de íons cloreto resultando em problemas de corrosão promovendo a alcalinidade da matriz cimentícia. Em compósitos reforçados com fibras naturais, a água presente nos poros é altamente alcalina, ocasionando dissolução da hemicelulose e lignina e hidrólise alcalina das moléculas de celulose, reduzindo o grau de polimerização e resistência das fibras. Além disso, os produtos de hidratação, principalmente o hidróxido de cálcio, migram para paredes, lumens e vazios das fibras, ocasionando mineralização das fibras. Diante da busca por novas fontes de energias renováveis visando à prática de ações para um desenvolvimento sustentável. A resina de breu branco se destaca, como impermeabilizante, em função da sua hidrofobicidade, observada na calafetação de barcos, podendo contribuir na impermeabilização de fibras, para realização de concretos leves, exaurindo o ataque a carbonatação em matrizes cimentícias, bem como matriz polimérica na produção de compósitos reforçados com fibras vegetais, corraborando para um desenvolvimento altamente renovável, e verde quando comparada a resinas a base de poliuretanos obtidos por isocianatos. No presente estudo realizou-se a extração e caracterização da resina de breu branco da Amazônia e avaliou-se o potencial da resina na impermeabilização de caroços resíduos de açaí do Amazonas e tecido de juta e malva, na confecção de compósitos naturais. A caracterização da resina de breu foi realizada pelas técnicas de espectrometria de massas CG/EM, análise de infravermelho acoplada a transformada de fourrier FT/IR, e análise de difração de raio-x DRX, que validaram nas frações de extratos em etanol e acetato a composição dos constituintes do gênero principal de breu Protium Hepthaphyllum, os compostos pentaciclícos de alfa e beta amirina e amironas. A estabilidade térmica dos extratos foi investigada através da análise termogravimétrica TGA, os compostos são constituídos de grupos OH, que resulta em uma forte ligação intermolecular, em média a estabilidade térmica norteia 250 °C. Em meio aquoso os extratos resultaram na dispersão sólida hidrofóbica, em função desta qualidade em testes de absorção de água avaliou-se as resinas de breu extraídas em etanol e acetato, que não apresentaram dispersão quando comparadas a resina industrial. Quanto a prospecção ao potencial impermeabilizante das resinas de breu avaliou-se ao despejala como revestimento de superfície em resíduos caroços de açaí a fim de qualificar o potencial de impermeabilização em meio ao severos ataques alcalinos promovidos durante a hidratação da massa cimentícia, o melhor método de impermeabilização se deu para resina de breu aquecido, os corpos de provas que tiveram os caroços agregados, impermeabilizados com a resina tiveram resistência de 6,49 MPa, resistindo e inibindo severas condições de alcalinidade e carbonatação da matriz cimentícia. Para a produção de compósitos laminados, o uso da resina de breu extraída ou aquecida não promoveu a proteção das fibras em meio a matriz cimentícia, bem como não promoveu a qualidade de resistência. Quanto ao ensaio de flexão o melhor índice de resistência se deu ao revestimento dos tecidos de juta e malva, impermeabilizado com a resina industrial que promoveu resistência em média de 7,87 (MPa). Palavras chaves: Breu branco da Amazônia; Caracterização; Compósitos leves. Compósitos laminados.Currently the biggest challenge for civil construction is to combine the performance of a given material with the reduction of the environmental impact of its production without this process being too expensive. Another highlight is the problem of premature degradation in composites reinforced with natural fibers, which influences the performance of the cementitious matrix, as the concrete presents a greater permeability, during hydration allows other aggressive elements to enter, leading to carbonation and attack of chloride ions resulting in corrosion problems promoting the alkalinity of the cementitious matrix. In composites reinforced with natural fibers, the water present in the pores is highly alkaline, causing dissolution of hemicellulose and lignin and alkaline hydrolysis of cellulose molecules, reducing the degree of polymerization and resistance of the fibers. In addition, hydration products, especially calcium hydroxide, migrate to the walls, lumens and voids of the fibers, causing mineralization of the fibers.In view of the search for new sources of renewable energy aiming at the practice of actions for sustainable development. The white pitch resin stands out as a waterproofing agent, due to its hydrophobicity, observed in the caulking of boats, which can contribute to the waterproofing of fibers, for the realization of light concrete, exhausting the attack on carbonation in cementitious matrices, as well as polymeric matrix in production of composites reinforced with vegetable fibers, contributing to a highly renewable development, and green when compared to resins based on polyurethanes obtained by isocyanates. In the present study, the extraction and characterization of the white rosin resin from the Amazon was carried out and the potential of the resin was evaluated in the waterproofing of açaí residues from Amazonas and jute and mauve fabric, in making natural composites. The pitch resin characterization was performed by CG / EM mass spectrometry techniques, infrared analysis coupled to FT / IR fourrier transform, and X-ray diffraction analysis, which validated the extraction fractions in ethanol and acetate the composition of the constituents of the main rosin genus Protium Hepthaphyllum, the pentacyclic compounds of alpha and beta amirine and ammonia. The thermal stability of the extracts was investigated through TGA thermogravimetric analysis, the compounds are made up of OH groups, which results in a strong intermolecular bond, on average the thermal stability guides 250 ° C. In aqueous media, the extracts resulted in a solid hydrophobic dispersion, as a result of this quality in water absorption tests, the pitch resins extracted in ethanol and acetate were evaluated, which did not show dispersion when compared to industrial resin. As for prospecting for the waterproofing potential of rosin resins, it was evaluated by pouring it as a surface coating on açaí stone residues in order to qualify the waterproofing potential amid the severe alkaline attacks promoted during the hydration of the cementitious mass, the best waterproofing method was used for heated pitch resin, the specimens that had the aggregates, waterproofed with the resin had a resistance of 6.49 MPa, resisting and inhibiting severe conditions of alkalinity and carbonation of the cementitious matrix. For the production of laminated composites, the use of extracted or heated pitch resin did not promote the protection of the fibers in the cement matrix, nor did it promote the resistance quality. As for the flexion test, the best resistance index was given to the covering of the jute and mauve fabrics, waterproofed with the industrial resin that promoted resistance on average of 7.87 (MPa). Key words: White rosin from the Amazon; Description; Light composites; Laminated composites.Universidade Federal do AmazonasFaculdade de TecnologiaBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em Engenharia CivilVieira, Raimundo Kennedyhttp://lattes.cnpq.br/2431064425429693Melo Filho, João de Almeidahttp://lattes.cnpq.br/9045456793790448Braga, Nazareno de Pinahttp://lattes.cnpq.br/6187533524504841Cunha, Virlane Reishttp://lattes.cnpq.br/84665127108038362020-08-24T19:14:32Z2019-11-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/vnd.openxmlformats-officedocument.wordprocessingml.documentapplication/pdfCUNHA, Virlane Reis. Produção e caracterização de impermeabilizante a base da resina de breu branco da Amazônia: prospecção da resina de breu branco da Amazônia como impermeabilizante de fibras naturais em compósitos. 2020. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7890porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2020-08-25T05:03:50Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/7890Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922020-08-25T05:03:50Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false |
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Atualmente o maior desafio da construção civil é aliar o desempenho de um determinado material com a redução do impacto ambiental de sua produção sem que este processo seja demasiadamente oneroso. Outro destaque se dá para o problema de degradação prematura em compósitos reforçados com fibras naturais, que influência o desempenho da matriz cimentícia, pois o concreto apresenta uma maior permeabilidade, durante a hidratação permite outros elementos agressivos entrar, levando a carbonatação e ataque de íons cloreto resultando em problemas de corrosão promovendo a alcalinidade da matriz cimentícia. Em compósitos reforçados com fibras naturais, a água presente nos poros é altamente alcalina, ocasionando dissolução da hemicelulose e lignina e hidrólise alcalina das moléculas de celulose, reduzindo o grau de polimerização e resistência das fibras. Além disso, os produtos de hidratação, principalmente o hidróxido de cálcio, migram para paredes, lumens e vazios das fibras, ocasionando mineralização das fibras. Diante da busca por novas fontes de energias renováveis visando à prática de ações para um desenvolvimento sustentável. A resina de breu branco se destaca, como impermeabilizante, em função da sua hidrofobicidade, observada na calafetação de barcos, podendo contribuir na impermeabilização de fibras, para realização de concretos leves, exaurindo o ataque a carbonatação em matrizes cimentícias, bem como matriz polimérica na produção de compósitos reforçados com fibras vegetais, corraborando para um desenvolvimento altamente renovável, e verde quando comparada a resinas a base de poliuretanos obtidos por isocianatos. No presente estudo realizou-se a extração e caracterização da resina de breu branco da Amazônia e avaliou-se o potencial da resina na impermeabilização de caroços resíduos de açaí do Amazonas e tecido de juta e malva, na confecção de compósitos naturais. A caracterização da resina de breu foi realizada pelas técnicas de espectrometria de massas CG/EM, análise de infravermelho acoplada a transformada de fourrier FT/IR, e análise de difração de raio-x DRX, que validaram nas frações de extratos em etanol e acetato a composição dos constituintes do gênero principal de breu Protium Hepthaphyllum, os compostos pentaciclícos de alfa e beta amirina e amironas. A estabilidade térmica dos extratos foi investigada através da análise termogravimétrica TGA, os compostos são constituídos de grupos OH, que resulta em uma forte ligação intermolecular, em média a estabilidade térmica norteia 250 °C. Em meio aquoso os extratos resultaram na dispersão sólida hidrofóbica, em função desta qualidade em testes de absorção de água avaliou-se as resinas de breu extraídas em etanol e acetato, que não apresentaram dispersão quando comparadas a resina industrial. Quanto a prospecção ao potencial impermeabilizante das resinas de breu avaliou-se ao despejala como revestimento de superfície em resíduos caroços de açaí a fim de qualificar o potencial de impermeabilização em meio ao severos ataques alcalinos promovidos durante a hidratação da massa cimentícia, o melhor método de impermeabilização se deu para resina de breu aquecido, os corpos de provas que tiveram os caroços agregados, impermeabilizados com a resina tiveram resistência de 6,49 MPa, resistindo e inibindo severas condições de alcalinidade e carbonatação da matriz cimentícia. Para a produção de compósitos laminados, o uso da resina de breu extraída ou aquecida não promoveu a proteção das fibras em meio a matriz cimentícia, bem como não promoveu a qualidade de resistência. Quanto ao ensaio de flexão o melhor índice de resistência se deu ao revestimento dos tecidos de juta e malva, impermeabilizado com a resina industrial que promoveu resistência em média de 7,87 (MPa). Palavras chaves: Breu branco da Amazônia; Caracterização; Compósitos leves. Compósitos laminados. |
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