Production and properties of coir (Cocos nucifera L.) fiber panels mixed with Portland cement

Os objetivos do presente estudo foram avaliar o desempenho da fibra do coco (Cocos nucifera L.) para a confecção de compostos de cimento Portland, por meio do estudo da compatibilidade química do coco com o cimento, dos tratamentos das partículas de coco para melhorar esta compatibilidade e das propriedades físicas e mecânicas dos painéis. Para o estudo de compatibilidade foram feitos três tratamentos prévios do coco verde - imersão em água a temperatura ambiente por 72 horas (água fria), imersão em água a 80oC por 90 minutos (água quente) e imersão em solução aquosa de NaOH 5% por 72 horas (NaOH) –, além da adição de 4% de CaCl2 à mistura e o coco in natura. No ensaio de inibição, mediu-se a evolução da temperatura de hidratação do cimento na ausência e na presença das fibras de coco in natura e tratadas (água fria, água quente e NaOH), além da adição de 4% de CaCl2. Posteriormente, foram escolhidos três tratamentos (adição de 4% CaCl2, água quente e NaOH) que obtiveram melhores índices de inibição e duas relações cimento/fibra de coco (3:1 e 4:1) para a confecção de 24 painéis com densidade de 1,20 g/cm³. Após 28 dias de cura, de cada painel foram retirados corpos de prova para a sua caracterização. Esta caracterização foi feita por meio dos ensaios de flexão estática (MOE, MOR), compressão paralela (COMP), ligação interna (LI), inchamento em espessura (IE) e absorção de água (ABS) (2 e 24 horas de imersão em água) conduzidos de acordo com a norma NBR 14810-3 (ABNT, 2002). O ensaio de inibição classificou a fibra in natura como de “extrema inibição”, ratificando a necessidade de se fazer um tratamento. Os tratamentos feitos na fibra do coco influenciaram, positivamente, a compatibilidade entre o cimento e o coco. Os painéis produzidos com fibras tratadas com água quente e com a adição de CaCl2 apresentaram-se resistentes, no entanto as fibras de coco tratadas com NaOH produziram um painel com propriedades físicas e mecânicas insatisfatórias. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe objectives of the present study were to assess the performance of coir fiber (Cocos nucifera L.) for manufacturing Portland cement composites, through the study of the chemical compatibility of coir fiber with cement, the particle treatments used to improve such compatibility and of the panels’ physical and mechanical properties. For the compatibility assessment, three coir pretreatments were tested – immersion in water at room temperature for 72 hours (cold water); immersion in water at 80°C (176ºF) for 90 minutes (hot water); and immersion in NaOH 5% aqueous solution for 72 hours (NaOH) – aside from adding 4% of CaCl2 to the mixture and in natura coir fiber. A hydration essay was conducted, and consisted in measuring the temperature evolution of cement hydration in absence and presence of in natura coir fibers, treated fibers (cold water, hot water and NaOH) and addition of a 4% CaCl2. Later, three treatments (adding 4% of CaCl2, hot water and NaOH – due to their better hydration indexes) and two cement:coir fiber ratio (3:1 and 4:1) were chosen for manufacturing 24 panels with 1,20 g/cm³. After 28 days of setting, five specimens were cut from each panel for properties characterization. This characterization was made through static bending (MOE, MOR), parallel compression (COMP), internal bond (LI), thickness swelling (IE) and water absortion (ABS) (2 and 24 hours water immersion) tests, all of them performed according to NBR 14810-3 standard (ABNT, 2002). The hydration test rated in natura coir fiber as “extreme inhibition”, ratifying the need to apply treatments. Coir fiber treatments influenced positively the compatibility between coir fiber and cement. Panels produced with fibers treated with hot water immersion and with CaCl2 adding were resistant, but coir fibers treated with NaOH produced a board with unsatisfying physical and mechanical properties