Propriedades mecânicas de argamassas geopoliméricas com a incorporação de pó de vidro e fibra metálica

dc.contributor.advisor1Ferreira, Fernanda Giannotti da Silva
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0329487394818763
dc.contributor.advisor1orcidhttp://lattes.cnpq.br/0329487394818763
dc.contributor.authorVasconcelos, Arthur de Sousa Lima
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3144392961222299
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-5504-4516
dc.date.accessioned2025-06-06T19:39:39Z
dc.date.issued2025-05-09
dc.description.abstractThe growing need for alternatives to Portland cement is driving the development of sustainable composites. This study evaluated geopolymer mortars based on metakaolin, incorporating glass powder waste, added alumina and reinforced with straight metal fibers, with the aim of investigating the technical feasibility and use of solid waste. Formulations were developed with a partial substitution of 20% of the metakaolin with glass powder and added alumina, and metal fiber contents of 1.0%, 1.5% and 2.0% by volume. The experimental program included tests of consistency index in the fresh state and in the hardened state, axial compressive strength, flexural tensile strength, diametrical compressive strength, dynamic modulus of elasticity, mass density and double punching tensile strength. Microstructural characterizations were carried out using XRD, FTIR and SEM. The results showed that the addition of 2.0% metal fibers promoted a significant increase in flexural tensile strength of 176.69% (15.43 MPa) and axial compressive strength of 46.82% (66.21 MPa). However, the formulation with 1.5% fibers exhibited the best overall performance in terms of mechanical properties, as well as providing increased toughness and improved post-cracking behavior, reducing the initial fragility of the mortars, without compromising the consistency index in the fresh state in relation to the reference. Microstructural characterization showed the consolidation of hydrated sodium aluminosilicate (N-A-S-H) gels with a well-defined structure in the reference composition. The partial incorporation of glass powder and alumina resulted in an increase in the amorphous phase, as shown by Rietveld analysis, indicating changes in the structure of the geopolymer matrix, which was reflected in a reduction in mechanical properties. Nevertheless, the formulations containing glass powder showed adequate performance for structural applications, corroborating the technical viability of using industrial by-products in geopolymer systems as a sustainable alternative for the construction sector.eng
dc.description.resumoA crescente necessidade de alternativas ao cimento Portland impulsiona o desenvolvimento de compósitos sustentáveis. Este estudo avaliou argamassas geopoliméricas à base de metacaulim, incorporando resíduo de pó de vidro, adição de alumina e reforço com fibras metálicas retas, visando investigar a viabilidade técnica e o aproveitamento de resíduos sólidos. Foram desenvolvidas formulações com substituição parcial de 20% do metacaulim por pó de vidro e adição de alumina, e teores de fibras metálicas de 1,0%, 1,5% e 2,0% em volume. O programa experimental contemplou ensaios de índice de consistência no estado fresco e, no estado endurecido, resistência à compressão axial, resistência à tração na flexão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de elasticidade dinâmico, densidade de massa e resistência à tração por duplo puncionamento. Caracterizações microestruturais foram realizadas por DRX, FTIR e MEV. Os resultados demonstraram que a adição de 2,0% de fibras metálicas promoveu incremento significativo na resistência à tração na flexão em 176,69% (15,43 MPa) e na resistência à compressão axial em 46,82% (66,21 MPa). Entretanto, a formulação com 1,5% de fibras exibiu o melhor desempenho global em propriedades mecânicas, além de proporcionar aumento da tenacidade e melhoria do comportamento pós-fissuração, reduzindo a fragilidade inicial das argamassas, sem comprometer o índice de consistência no estado fresco em relação à referência. A caracterização microestrutural evidenciou a consolidação de géis de aluminossilicato de sódio hidratado (N-A-S-H) com estrutura bem definida na composição de referência. A incorporação parcial de pó de vidro e alumina resultou no incremento da fase amorfa, conforme demonstrado pela análise de Rietveld, indicando alterações na estrutura da matriz geopolimérica, o que se refletiu na redução das propriedades mecânicas. Não obstante, as formulações contendo pó de vidro apresentaram desempenho adequado para aplicações de caráter estrutural, corroborando a viabilidade técnica da valorização de subprodutos industriais em sistemas geopoliméricos como alternativa sustentável para o setor da construção civil.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 88887.838965/2023-00, Código de Financiamento 001
dc.identifier.citationVASCONCELOS, Arthur de Sousa Lima. Propriedades mecânicas de argamassas geopoliméricas com a incorporação de pó de vidro e fibra metálica. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22190.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22190
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECiv
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectMetacaulimpor
dc.subjectFibras de açopor
dc.subjectArgamassas geopoliméricaspor
dc.subjectPó de vidropor
dc.subjectAluminapor
dc.subjectMetakaolineng
dc.subjectGeopolymer mortarseng
dc.subjectGeopolymer mortarseng
dc.subjectGlass powdereng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO
dc.titlePropriedades mecânicas de argamassas geopoliméricas com a incorporação de pó de vidro e fibra metálicapor
dc.title.alternativeMechanical properties of geopolymer mortars with the incorporation of glass powder and steel fibereng
dc.typeDissertação

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Arthur_Vasconcelos-Mestrado-repositorio.pdf
Tamanho:
6.84 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Dissertação de mestrado.