竹纤维与赤泥复合材料的拉伸机械特性分析

N. Silva, D. Farias, Rian Cristian Douro Amorim, A. J. Santos, K. Barbosa, D. Estumano, E. Rodrigues, D. Costa, Wassim Raja El Banna, Deibson Silva da Costa
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摘要

复合材料是工程领域前景广阔的替代材料,可为各种应用提供坚固耐用的多功能材料。值得注意的是,使用工业废料和植物纤维因其可持续性和机械强度而脱颖而出,推动了新型复合材料的生产。本研究旨在用赤泥和经过化学处理的竹纤维开发复合材料,以评估其拉伸机械性能。竹纤维被切割提取成 30 毫米长,然后用 5% 的 NaOH 进行化学处理。为了制作试样(CPs),制作了全基板和混合复合材料。纤维的质量分数为 3%,而赤泥的质量分数则在 10%、20%、30% 和 40% 之间变化。制作完成后,按照 ASTM D-3039 标准切割复合板,然后进行力学测试。结果显示,与全基体相比,复合材料的拉伸强度提高了约 20%。其中,含有 10% 赤泥和 3% 竹纤维的 PC 的强度最高,达到 28.85 兆帕。因此,铝矾土渣和竹纤维被证明是生产复合材料的可行起始材料,可提高全基体的机械强度,而填充物可用性高,附加值低。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Caracterização mecânica de tração de compósitos incorporados com fibras de bambu e lama vermelha
Os compósitos são alternativas promissoras na engenharia, proporcionando materiais robustos e versáteis para diversas aplicações. Notavelmente, o uso de resíduos industriais e fibras vegetais destaca-se pela sustentabilidade e resistência mecânica, impulsionando a produção de novos compósitos. Este estudo visa desenvolver compósitos com lama vermelha e fibras de bambu tratadas quimicamente, com o objetivo de avaliar suas propriedades mecânicas de tração. As fibras de bambu foram cortadas e extraídas em comprimentos de 30 mm, e posteriormente tratadas quimicamente com NaOH a 5%. Para a produção dos corpos de prova (CPs), foram confeccionadas placas de matriz plena e compósitos híbridos. A fração mássica das fibras foi de 3%, enquanto para a lama vermelha foi variada entre 10%, 20%, 30% e 40%. Após a produção, as placas de compósitos foram cortadas de acordo com a norma ASTM D-3039 para, em seguida, serem realizados os ensaios mecânicos. Os resultados obtidos mostraram um aumento de cerca de 20% no limite de resistência à tração dos compósitos em relação à matriz plena. O melhor resultado de resistência foi observado no CP com 10% de lama vermelha e 3% de fibra de bambu, atingindo 28,85 MPa. Desta forma, o resíduo da bauxita, juntamente com a fibra de bambu, apresentou-se como materiais de partida viáveis para a produção de materiais compósitos, aumentando a resistência mecânica da matriz plena com cargas altamente disponíveis e de baixo valor agregado.
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