Estudo do comportamento mecânico de Compósitos Solo - Fibras Vegetais impermeabilizadas com Solução de Poliestireno Expandido (EPS) e Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP).

Abstract

A crescente preocupação com o meio ambiente e o uso de produtos naturais tem contribuído fortemente para o uso de materiais derivados da biomassa, e em particular fibras vegetais. Algumas vantagens são atribuídas ao uso de fibras vegetais em muitas aplicações industriais quando comparado a fibras sintéticas. A fibra vegetal vem de fontes renováveis, é atóxica, de baixo custo e tem menor densidade. Outro aspecto importante a ser considerado no uso de fibras vegetais é a geração de empregos rurais e industriais. Assim, as implicações sociais e ambientais de seu uso também devem ser reconhecidas. No entanto, a rápida absorção e dessorção de água e a degradação de fibras vegetais podem representar características negativas. Assim, um estudo sobre o efeito do tratamento superficial das fibras vegetais, visando diminuir sua higroscopicidade e aumentar sua durabilidade é necessário para a que estas possam substituir com sucesso as fibras sintéticas. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi analisar o comportamento mecânico de um solo granular reforçado com a inclusão aleatória de fibras de curauá e sisal, naturais e superficialmente tratadas com soluções de EPS (poliestireno expandido) e CAP (cimento asfáltico de petróleo). Estas fibras foram misturadas ao solo granular para a avaliação da influência de tais materiais na melhoria das propriedades mecânicas da mistura. A fim de caracterizar o desempenho destas fibras foram realizadas caracterização química, microscopia eletrônica de varredura (SEM), análise dinâmico mecânica (DMA) e análises microbiológicas. Também uma série de ensaios geotécnicos foram realizados sobre as amostras com 0% e 0,50% de teor de fibra e 24, 36 e 50 mm de comprimento. A influência do teor e comprimento de fibras sobre as propriedades do solo arenoso reforçado foram estudadas através de ensaios triaxiais drenados. Os resultados indicaram que a inclusão de fibras vegetais melhora as propriedades geotécnicas das amostras. Observou-se que o reforço fibroso aumenta a resistência ao cisalhamento de pico e os parâmetros de resistência ao cisalhamento das amostras de solo em ensaios de compressão triaxial. Constatou-se que a adição de fibras vegetais naturais e tratadas confere melhoria significativa no comportamento mecânico deste solo, e o potencial das fibras de curauá e sisal como elemento de reforço. Os polímeros utilizados foram adequados à análise proposta, cobrindo a superfície das fibras vegetais e aumentando sua durabilidade.