Comportamento ao cisalhamento de conector formado por rede de polímero reforçado com fibras de curauá

Abstract

Os painéis sanduiches são paredes pré-moldadas compostas por duas camadas externas de concreto e um núcleo isolante, interligados entre si por conectores de cisalhamento. Os conectores de cisalhamento podem ser fabricados em uma variedade de formatos e, comumente, são confeccionados utilizando o aço. Recentemente, observou-se que o uso do aço na fabricação dos conectores pode resultar em pontes térmicas indesejadas, e, desde então, as pesquisas têm se concentrado no aprimoramento e aplicação dos conectores, visando eliminar o problema das pontes térmicas causadas pelo uso de conectores metálicos. Uma das soluções mais exploradas é o uso dos Polímeros Reforçados com Fibras (FRP), que também envolve a substituição das fibras sintéticas por fibras naturais. As fibras naturais tornaram-se uma alternativa, pois oferecem resistência à tração e módulo de elasticidade suficientemente altos para algumas aplicações de engenharia. Uma das fibras vegetais em destaque na produção de materiais compósitos é a fibra de curauá, uma planta de origem amazônica da espécie das bromélias. Diante disso, o objetivo deste trabalho é propor um conector do tipo rede reforçado com fibra de curauá e determinar seu comportamento quando submetidos ao cisalhamento através da realização de ensaios push-out. Para isso, foi necessário realizar a preparação das fibras de curauá através do tratamento alcalino a base de hidróxido de sódio. Foram empregadas matrizes epóxi, poliéster e uma poliuretana derivada do óleo da mamona, sendo conduzidos testes nessas matrizes e em seus compósitos reforçados com fibra de curauá, visando determinar suas propriedades e também as características da fibra empregada. O método utilizado para produção dos compósitos e também dos conectores do tipo rede foi o sistema de infusão à vácuo. Por fim, foram fabricados os blocos de concreto que representem paredes de painéis sanduíches e são os modelos experimentais para o ensaio push-out. Os resultados mostraram que o uso da fibra de curauá como material de reforço gerou maior impacto na matriz de origem vegetal, pois aumentou a resistência à tração de forma que seus compósitos atingiram um desempenho similar aos compósitos de matrizes sintética. Nos ensaios push-out, os conectores com compósito de poliéster, epóxi e poliuretana derivada do óleo da mamona alcançaram, respectivamente, forças máximas médias de 9.81kN, 9.93kN e 8.67kN. Os deslocamentos correspondentes à força máxima foi de 12.29mm para o poliéster, 14.18mm para o epóxi e 10.48mm para a poliuretana do óleo da mamona. A aplicação do conector do tipo rede reforçado com fibra de curauá em painel sanduíche é viável desde que seja empregada uma quantidade maior de conectores para compensar as forças solicitantes do painel.