Avaliação das propriedades mecânicas e reológicas de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno
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Data
2021-01-26
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
A adição de óxido de grafeno (OG) em materiais cimentícios permite a obtenção de compósitos
mais resistentes e duráveis, com menor carga de poluentes associada à sua produção. Pesquisas
anteriores demonstraram que a adição de nanomateriais à pasta de cimento pode provocar o
aumento de parâmetros reológicos tais como viscosidade plástica e limite de escoamento. Este
estudo teve como objetivo investigar o comportamento reológico, perfil térmico na hidratação
e propriedades mecânicas de pastas de cimento com adição de OG. De forma a cumprir este
objetivo, foram realizados testes com OG produzido e patenteado no CTNano/UFMG (Centro
de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno da Universidade Federal de Minas Gerais) nos
teores de 0,03% e 0,05%, sobre pastas de cimento de classe CP-III-40-RS. Foram utilizados
dois métodos de análise do comportamento reológico, o mini-slump e a reometria rotacional de
fluxo. No ensaio de mini-slump, foram obtidas reduções no raio de espalhamento de 20,88%
(0,03%OG) e de 42,94% (0,05%OG). Na reometria rotacional de fluxo, foram obtidos
aumentos na viscosidade plástica de 60,78% (0,03%OG) e 125,49% (0,05%OG), e no limite de
escoamento de 49,77% (0,03%OG) e 82,24% (0,05%OG). No ensaio de calorimetria, foram
observados aumentos na temperatura máxima e no calor de hidratação inicial das pastas de
cimento devido à adição de OG, o que indica que este nanomaterial altera a cinética da reação
de hidratação do cimento. No ensaio de flexão em três pontos, foi utilizado o método de
Correlação Digital de Imagens (DIC) para correlacionar os estágios de deformação dos corpos
de prova, sendo obtidas as curvas de carga versus deslocamento vertical. A partir das curvas de
carregamento, foram determinadas as propriedades mecânicas e parâmetros de fratura para os
corpos de prova analisados. Dentre os teores de OG analisados, o teor de adição de 0,05%
permitiu a obtenção dos melhores resultados aos 28 dias de cura. Foram obtidos aumentos de
19,40%, 16,86%, 27,37% e 21,55% no módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão,
tenacidade à fratura e energia de fratura, respectivamente. Diante destes resultados, pode-se
inferir que o OG tem potencial para ser aplicado na construção civil, visando a melhoria das
propriedades mecânicas e parâmetros de fratura de pastas de cimento.
Descrição
Palavras-chave
Grafeno - Oxidação, Nanotecnologia, Reologia, Cimento - Propriedades mecânicas, Compósitos de cimento