Title

Análise das propriedades mecânicas e flamabilidade de compósitos poliméricos com fibras de sisal e resíduo da construção CIVIL

Mechanical and flammability properties analysis of polymer composites with sisal fibers and construction waste

Authorship

GOMES, SARA JORDANA ALMEIDA EVANGELISTA; NOBRE, DANIELA BEZERRA; FERREIRA, KAUÃ RAMON MOURA; ALENCAR, KRISHANA CARVALHO DE; FERNANDES, JENNIFER FERREIRA; RODRIGUES, EMERSON CARDOSO; COSTA, DEIBSON SILVA DA

GOMES, SARA JORDANA ALMEIDA EVANGELISTA

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NOBRE, DANIELA BEZERRA

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FERREIRA, KAUÃ RAMON MOURA

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ALENCAR, KRISHANA CARVALHO DE

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FERNANDES, JENNIFER FERREIRA

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RODRIGUES, EMERSON CARDOSO

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COSTA, DEIBSON SILVA DA

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DOI

10.5151/2594-4711-43742

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Abstract

O crescimento da geração de resíduos industriais e da construção civil tem impulsionado o desenvolvimento de materiais sustentáveis com potencial de aplicação na engenharia de materiais. Nesse contexto, os compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais e resíduos sólidos destacam-se como alternativas promissoras devido às suas propriedades mecânicas e ao menor impacto ambiental. O presente trabalho teve como objetivo analisar as propriedades físicas, mecânicas e de flamabilidade de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de sisal e Resíduo da Construção e Demolição (RCD). Os compósitos foram produzidos pelo método de laminação manual associado à prensagem, utilizando fibras de sisal descontínuas com comprimento de 15 mm e partículas de RCD com granulometria de 100 mesh. Foram realizadas caracterizações físicas, mineralógicas e mecânicas dos materiais, incluindo análise por difração de raios X (DRX), ensaios mecânicos de tração e avaliações de flamabilidade. As análises por DRX identificaram a presença de fases cristalinas características do resíduo, demonstrando sua viabilidade para aplicação em materiais compósitos. Os resultados indicaram que a incorporação das fibras de sisal contribuiu para o aumento da resistência mecânica dos compósitos, enquanto o RCD apresentou potencial como carga de reforço e como agente de redução da propagação de chama, contribuindo para menores taxas de queima em comparação à matriz plena. Dessa forma, os compósitos desenvolvidos apresentaram potencial para aplicações sustentáveis na engenharia de materiais, associando desempenho mecânico, comportamento frente à flamabilidade e reaproveitamento de resíduos sólidos.

The increasing generation of industrial and construction waste has encouraged the development of sustainable materials with potential applications in materials engineering. In this context, polymer composites reinforced with natural fibers and solid waste have emerged as promising alternatives due to their mechanical properties and reduced environmental impact. This study aimed to analyze the physical, mechanical, and flammability properties of polyester matrix composites reinforced with sisal fibers and Construction and Demolition Waste (CDW). The composites were manufactured using the hand lay-up method associated with pressing, employing discontinuous sisal fibers with a length of 15 mm and CDW particles with a granulometry of 100 mesh. Physical, mineralogical, and mechanical characterizations were performed, including X-ray diffraction (XRD) analysis, tensile mechanical tests, and flammability evaluations. The XRD analyses identified characteristic crystalline phases of the residue, demonstrating its feasibility for application in composite materials. The results indicated that the incorporation of sisal fibers contributed to the improvement of the mechanical resistance of the composites, while the CDW showed potential as a reinforcing filler and as a flame propagation reduction agent, contributing to lower burning rates compared to the neat matrix. Therefore, the developed composites demonstrated potential for sustainable applications in materials engineering, combining mechanical performance, flammability behavior, and solid waste reuse.

Keywords

Compósitos Poliméricos, Fibra de Sisal, Resíduo da Construção Civil, Sustentabilidade

Polymer Composites, Sisal Fiber, Construction Waste, Sustainability