COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS IMPRESSOS EM 3D REFORÇADOS COM FIBRAS E NANOFIBRAS DE BAMBU: HIBRIDIZAÇÃO MULTIESCALA, DESEMPENHO MECÂNICO ANISOTRÓPICO E DURABILIDADE

Descrição

Esta proposta constitui a segunda etapa (Ano 2) de um programa de pesquisa sobre o emprego de fibras vegetais de bambu como reforço de compósitos cimentícios destinados à manufatura aditiva — impressão 3D de concreto (3DCP). Na primeira etapa foram alcançados resultados consolidados que pavimentam diretamente esta continuidade: desenvolveu-se e validou-se um processo de trituração e extração de fibras de bambu em escala macro; realizou-se a caracterização física e morfológica dessas fibras; definiu-se, entre as alternativas testadas, o tratamento superficial mais eficaz para melhorar a compatibilidade fibra–matriz; e foram obtidas as primeiras impressões de compósitos reforçados em escala de laboratório. A partir dessa base, a presente etapa avança em três frentes complementares. Primeiro, na produção e caracterização de nanofibras de celulose (CNF) extraídas do bambu, introduzindo o reforço em escala nanométrica e permitindo a hibridização multiescala. Segundo, na formulação e otimização de traços híbridos que combinam as macrofibras tratadas (tratamento definido no Ano 1) com as CNF, com foco no controle reológico e na printabilidade (extrudabilidade e construtibilidade). Terceiro, na avaliação rigorosa do desempenho mecânico e da durabilidade dos elementos impressos. O desempenho no estado endurecido será determinado por ensaios de resistência à compressão, à tração na flexão e à tração por compressão diametral, comparando-se corpos de prova moldados e extraídos de elementos impressos, de modo a quantificar a anisotropia induzida pela deposição por camadas. A durabilidade — lacuna crítica para o uso de fibras vegetais no ambiente alcalino do concreto — será investigada por envelhecimento acelerado em ciclos de molhagem e secagem, correlacionando-se a retenção de resistência com a evolução da interface. A microestrutura e a interface fibra–matriz, antes e após o envelhecimento, serão analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Espera-se consolidar um compósito cimentício imprimível, mecanicamente eficiente e durável, validando o bambu, em suas escalas macro e nano, como reforço sustentável para a construção aditiva.