Estudo sobre Geopolímero Simulante de Regolito Lunar Reforçado com Fibra de Basalto: Experimento e Modelo Constitutivo

Os geopolímeros simulantes de regolito lunar (LRS) são materiais de construção promissores para a utilização de recursos in situ na lua, mas seu comportamento frágil e a resistência limitada a fissuras restringem suas aplicações estruturais. Este estudo investigou o efeito do comprimento da fibra de basalto nas propriedades mecânicas, modos de falha, comportamento tensão–deformação, relação constitutiva e microestrutura dos geopolímeros LRS CQU-1. Os geopolímeros LRS reforçados com fibra de basalto foram preparados sob ativação alcalina fraca e cura a alta temperatura a 80 °C. O teor de fibra de basalto foi fixado em 0,1%, e seis comprimentos de fibra de 0, 6, 9, 12, 15 e 18 mm foram considerados. Testes de compressão e flexão foram realizados após cura por 1 dia e 7 dias, e as curvas de tensão–deformação normalizadas foram ajustadas usando os modelos de Saenz L.P., Carreira D.J. e Zhenhai Guo. Os resultados mostraram que o comprimento da fibra de basalto afetou significativamente o desempenho mecânico dos geopolímeros LRS. Um comprimento de fibra apropriado melhorou resistência, rigidez, ductilidade e capacidade de carga pós-pico, enquanto fibras excessivamente curtas ou longas enfraqueceram o efeito de reforço. O grupo de fibras de 15 mm apresentou o melhor desempenho geral. Após cura por 1 dia, sua resistência à compressão atingiu 2,23 MPa, 49,7% superior ao grupo controle, e seu módulo de elasticidade aumentou aproximadamente 2,5 vezes. Após cura por 7 dias, sua resistência à compressão atingiu 13,44 MPa, 32,0% superior ao grupo controle. O modelo de Zhenhai Guo apresentou o melhor ajuste para as curvas de tensão–deformação. A análise SEM-EDS mostrou que fibras de basalto melhoraram a ligação interfacial e promoveram o enriquecimento do gel próximo à interface fibra–matriz. No geral, 15 mm foi recomendado como o comprimento ideal da fibra de basalto para geopolímeros LRS CQU-1 nas condições utilizadas neste estudo.