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Fracture mechanics applied to the development of non conventional extruded composites reinforced with cellulosic and syntetic fibers

Grant number: 10/16524-0
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Young Researchers
Start date: September 01, 2010
End date: February 28, 2014
Field of knowledge:Engineering - Civil Engineering - Construction Industry
Principal Investigator:Sérgio Francisco dos Santos
Grantee:Sérgio Francisco dos Santos
Host Institution: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brazil
Associated research grant:09/17293-5 - Fracture mechanics applied to the development of non conventional extruded composites reinforced with cellulosic and synthetic fibers, AP.JP

Abstract

Os componentes construtivos de construção civil reforçados com fibras celulósicas e sintéticas têm destacada importância tecnológica, em razão do seu menor custo frente a outras soluções construtivas convencionais para coberturas e outras aplicações em edifícios comerciais e rurais. Para viabilizar as fibras celulósicas como matérias-primas para a construção civil, busca-se trabalhar com a relação entre processamento, propriedades mecânicas e microestrutura, por meio da utilização de técnicas adequadas e tratamentos relativamente simples e de outras soluções técnicas para solução de diversos problemas relevantes existentes na tecnologia de fibrocimento. O objetivo desta pesquisa é aplicar os conceitos da mecânica da fratura para o aprimoramento do desempenho microestrutural de fibrocimento com reforço híbrido de fibras celulósicas e sintéticas, para aplicações comerciais em ambiente externo ou interno. Busca-se desse modo implantar uma nova linha de pesquisa para compreender as interações químicas e físicas entre fibras e matrizes cimentícias, a zona de transição entre as fases e os mecanismos de degradação envolvidos. Esta abordagem deverá contribuir para superar as dificuldades que ainda se defronta a produção em escala industrial de fibrocimento no Brasil e outros países emergentes. Serão, para isso, utilizadas adições minerais, nanopartículas de sílica coloidal e processo de extrusão para fabricação dos compósitos. A mecânica da fratura será usada para estudar o efeito dessas variáveis sobre a microestrutura e o comportamento mecânico dos fibrocimentos para alcançar a modelagem do comportamento destes materiais compósitos tanto na idade precoce como após exposição as variações ambientais. (AU)

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FRIAS, MOISES; RODRIGUEZ, OLGA; SANCHEZ DE ROJAS, MA ISABEL; VILLAR-COCINA, ERNESTO; RODRIGUES, MICHELLE S.; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER. Advances on the development of ternary cements elaborated with biomass ashes coming from different activation process. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 136, p. 73-80, . (10/16524-0, 11/16842-5, 13/50790-8, 09/17293-5)
CORREIA, VIVIANE DA COSTA; DOS SANTOS, VALDEMIR; SAIN, MOHINI; SANTOS, SERGIO FRANCISCO; LEAO, ALCIDES LOPES; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER. Grinding process for the production of nanofibrillated cellulose based on unbleached and bleached bamboo organosolv pulp. Cellulose, v. 23, n. 5, p. 2971-2987, . (13/23810-8, 13/50790-8, 09/17293-5, 11/01128-5, 10/16524-0)
BARRA, B. N.; SANTOS, S. F.; BERGO, P. V. A.; ALVES, JR., C.; GHAVAMI, K.; SAVASTANO, JR., H.. Residual sisal fibers treated by methane cold plasma discharge for potential application in cement based material. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 77, p. 691-702, . (08/04769-9, 09/10614-0, 09/17293-5, 10/16524-0)
ROSSIGNOLO, JOAO ADRIANO; RODRIGUES, MICHELLE SANTOS; FRIAS, MOISES; SANTOS, SERGIO FRANCISCO; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER. Improved interfacial transition zone between aggregate-cementitious matrix by addition sugarcane industrial ash. CEMENT & CONCRETE COMPOSITES, v. 80, p. 157-167, . (10/16524-0, 13/50790-8, 09/17293-5, 12/51467-3, 11/16842-5)
ALMEIDA, A. E. F. S.; TONOLI, G. H. D.; SANTOS, S. F.; SAVASTANO, JR., H.. Improved durability of vegetable fiber reinforced cement composite subject to accelerated carbonation at early age. CEMENT & CONCRETE COMPOSITES, v. 42, p. 49-58, . (08/04769-9, 09/17293-5, 10/16524-0)
ERIKA Y. NAKANISHI; ERNESTO VILLAR-COCIÑA; SÉRGIO F. SANTOS; MICHELLE S. RODRIGUES; PEDRO S. PINTO; HOLMER SAVASTANO JUNIOR. Tratamentos térmico e químico para remoção de óxidos alcalinos de cinzas de capim elefante. Química Nova, v. 37, n. 5, p. 766-769, . (11/16842-5, 09/17293-5, 10/16524-0)
CORREIA, VIVIANE DA COSTA; SANTOS, SERGIO FRANCISCO; MARMOL, GONZALO; DA SILVA CURVELO, ANTONIO APRIGIO; SAVASTANO, JR., HOLMER. Potential of bamboo organosolv pulp as a reinforcing element in fiber-cement materials. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 72, p. 65-71, . (11/01128-5, 09/17293-5, 10/16524-0)
NAKANISHI, ERIKA Y.; FRIAS, MOISES; MARTINEZ-RAMIREZ, SAGRARIO; SANTOS, SERGIO F.; RODRIGUES, MICHELLE S.; RODRIGUEZ, OLGA; SAVASTANO, JR., HOLMER. Characterization and properties of elephant grass ashes as supplementary cementing material in pozzolan/Ca(OH)(2) pastes. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 73, p. 391-398, . (13/50790-8, 11/16842-5, 09/17293-5, 10/16524-0)
SANTOS, S. F.; RODRIGUES, J. A.; TONOLI, G. H. D.; ALMEIDA, A. E. F. S.; SAVASTANO, H., JR.; XIAO, Y; LI, Z; WANG, R; SHAN, B; GHAVAMI, K. Potential Use of Colloidal Silica in Cement Based Composites: Evaluation of the Mechanical Properties. Key Engineering Materials, v. 517, p. 2-pg., . (08/04769-9, 09/10614-0, 10/16524-0, 09/17293-5)
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SANTOS, SERGIO FRANCISCO; RODRIGUES, JOSE DE ANCHIETA; DENZIN TONOLI, GUSTAVO HENRIQUE; FEUZICANA DE SOUZA ALMEIDA, ALESSANDRA ETUKO; SAVASTANO, JR., HOLMER. Effect of colloidal silica on the mechanical properties of fiber-cement reinforced with cellulosic fibers. Journal of Materials Science, v. 49, n. 21, p. 7497-7506, . (08/04769-9, 09/10614-0, 09/17293-5, 10/16524-0)
JACOBSEN, JOHAN; RODRIGUES, MICHELLE SANTOS; TELLING, MARK T. F.; BERALDO, ANTONIO LUDOVICO; SANTOS, SERGIO FRANCISCO; ALDRIDGE, LAURENCE P.; BORDALLO, HELOISA N.. Nano-scale hydrogen-bond network improves the durability of greener cements. SCIENTIFIC REPORTS, v. 3, . (09/17293-5, 10/16524-0)
SANTOS, SERGIO F.; SCHMIDT, RENE; ALMEIDA, ALESSANDRA E. F. S.; TONOLI, GUSTAVO H. D.; SAVASTANO, JR., HOLMER. Supercritical carbonation treatment on extruded fibre-cement reinforced with vegetable fibres. CEMENT & CONCRETE COMPOSITES, v. 56, p. 84-94, . (08/04769-9, 09/10614-0, 09/17293-5, 10/16524-0)
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NAKANISHI, ERIKA Y.; FRIAS, MOISES; SANTOS, SERGIO F.; RODRIGUES, MICHELLE S.; DE LA VILLA, RAQUEL VIGIL; RODRIGUEZ, OLGA; SAVASTANO JUNIOR, HOLMER. Investigating the possible usage of elephant grass ash to manufacture the eco-friendly binary cements. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 116, p. 236-243, . (13/50790-8, 11/16842-5, 09/17293-5, 10/16524-0)