Diferentes estratégias de dispersão de nanotubos de carbono para preparação e caracterização de nanocompósitos de cimento
| dc.contributor.advisor | Ludvig, Péter | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/7848995220297181 | |
| dc.contributor.author | Rocha, Vanessa Vilela | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/1336916560483025 | |
| dc.contributor.referee1 | Ludvig, Péter | |
| dc.contributor.referee2 | Calixto, José Márcio | |
| dc.contributor.referee3 | Rodrigues, Conrado de Souza | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-12T15:40:56Z | |
| dc.date.available | 2023-06-12T15:40:56Z | |
| dc.date.issued | 2018-01-25 | |
| dc.description.abstract | Os nanotubos de carbono (NTCs) têm sido estudados devido às suas extraordinárias propriedades, como elevada resistência a tração e baixa densidade. Porém, a dispersão efetiva dos NTCs é crucial para alcançar melhorias nas propriedades mecânicas, e o principal desafio para a incorporação de NTCs na matriz de cimento Portland é a natureza hidrofóbica, fazendo com que em meio aquoso eles tendam a aglomerar, o que dificulta a homogeneização. O presente trabalho analisou diferentes técnicas de dispersão. Foi verificado a dispersão dos NTCs em surfactantes à base de lignosulfonato e policarboxilato em meio aquoso por meio do granulômetro a laser, sugerindo a dispersão efetiva do nanomaterial em presença dos aditivos em solução aquosa. No entanto, ensaios de caracterização mecânica das pastas de cimento com NTCs em proporções de 0% à 0,50% dispersos nos mesmos aditivos com uso de frequências ultrassônicas não indicaram ganhos de resistência expressivos, sugerindo que nas proporções estudadas a dispersão dos NTCs não ocorreu de maneira efetiva. Dispersando os NTCs nas partículas de cimento em solução de isopropanol e sonificação, no entanto, foi registrado ganhos de resistência à compressão e tração por compressão diametral de aproximadamente 50% para o incremento de 0,05%, além de um aumento de 70% na energia de fratura. Esse resultado sugere forte ligação entre os NTCs e as partículas de cimento e sugere também que em tais proporções os NTCs estão bem ligados aos produtos de hidratação e atuam como controladores da propagação da fissura. Em decorrência dos resultados, é aludido que o limite de dispersão por tal metodologia foi alcançado nessa proporção de 0,05%. A mesma técnica de dispersão em meio a solução de isopropanol foi adotada para verificar a dispersão dos NTCs nas partículas de areia e preparação de argamassas. Os resultados, no entanto, não identificaram ganhos de resistência tão expressivos quanto observado para a preparação das pastas de cimento, o que sugere fraca interação entre os NTCs e as partículas de areia. Os ensaios de termogravimetria sugerem redução de porosidade e maior presença de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) em presença dos NTCs, sugerindo que o nanomaterial atua como nucleador dos produtos de hidratação das pastas de cimento. | |
| dc.description.abstractother | Carbon nanotubes (CNTs) have been studied due to their extraordinary properties, such as high tensile strength and low density. However, CNTs effective dispersion is crucial to achieve improvements in mechanical properties, and the main challenge for the incorporation of CNTs into Portland cement matrix is their hydrophobic nature, in which they tend to agglomerate in aqueous media. The present work aimed to study mortars and cement pastes nanostructured with CNTs by different dispersion techniques. It was verified the CNTs dispersion in surfactants based on Lignosulfonate and Polycarboxylate in aqueous medium by laser granulometer, suggesting CNTs effective dispersion in the presence of those additives in aqueous solution. However, mechanical strength tests of cement paste with CNTs in proportions of 0% to 0.50% dispersed in the same additives with ultrasonic frequencies did not show expressive strength gains, suggesting that those studied CNTs dispersion did not occur effectively in thoses proportions. However, by dispersing CNTs in the cement particles in a non-aqueous isopropanol media and sonification in proportion of 0.05% pointed out compressive and splitting tensile strengths gains of approximately 50%, suggesting a strong bond between the CNTs and the cement particles and that the dispersion limit for such methodology was reached in this percentage. In addition, cement pastes with 0.05% of CNTs indicated 70% increase in fracture energy, suggesting that in such proportions CNTs are well linked to hydration products and act as crack propagation controllers. The same dispersion technique in isopropanol media solution was adopted to verify the dispersion of CNTs in sand particles to mortars preparation. The results, however, did not identify strength gains as noteworthy as observed for cement pastes preparation, suggesting weak interaction between CNTs and sand particles. The thermogravimetry tests, besides suggesting porosity reduction, also suggest a higher presence of hydrated calcium silicate (C-S-H) in the presence of CNTs, suggesting that the nanomaterial acts as a hydration products nucleator. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/248 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | |
| dc.subject | Nanocompósitos (Material) | |
| dc.subject | Nanotubos de carbono | |
| dc.subject | Cimento | |
| dc.title | Diferentes estratégias de dispersão de nanotubos de carbono para preparação e caracterização de nanocompósitos de cimento | |
| dc.type | Dissertação | |
| dspace.entity.type |
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