Engenharia de Materiais e Nanotecnologia - Dissertações - EE Higienópolis
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- DissertaçãoArgamassa de cimento Portland com adição de Barita (BASO4)Acosta, Yonaikel Josuhe Contreras (2020-01-21)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
In the construction industry, Portland cement (CP) is the fundamental component in the preparation of mortars and concretes, also to being mixed with additives can improve its performance in different structural applications. This work aims to evaluate the properties in the fresh and solid state of CP mortar with addition of barite (BaSO4) in different dosages between 15 and 25% by weight and with a water/cement ratio of 0.7. The barite was characterized by water pycnometer, thermal analysis and X-ray dispersive energy spectroscopy (EDS). The consistency index (CI) or workability of the mortar was determined with the slump test on flow table. The specific gravity calculated in the pycnometer test was 4.2. The thermal analysis of the barite showed a total mass loss of 1.47% and presented an endothermic transition at 1188ºC. The thermal analysis of the commercial sand-barite mixture showed a mass loss of 0.49% and presented an endothermic peak at 265.2°C and another at 1183.4°C corresponding to the polymorphic transformation of barite. The mortar slump test showed an approximate 10% decrease in the formulation with the addition of 20% by weight baryte. The mass percentage of barium was 38.30% recorded in the EDS analysis. The experimental density of standard, with barite and commercial mortars showed values between 1.89 and 2.06 g/cm3. The micrographs obtained by scanning electron microscopy (SEM) showed the morphology of the hydrated calcium silicate (C-S-H) and BaSO4 compounds present in the composite material. In the compression tests, the strength of the mortar increased proportionally with the addition of barite. The mortar with 25% by weight of barite registered the highest values of mechanical strength and speed of wave propagation with 28 days of curing. The X-ray diffraction spectra of barite, standard mortar and mortars with additives showed the typical crystalline phases of Portland cement and the characteristic peaks of barite are in agreement with those reported in the literature. In tests with gamma ionizing radiation, the linear attenuation coefficient decreased with the addition of barite and presented the lowest value for the mortar prepared with the commercial mixture. The results of the research showed that the addition of barite improved the strength of the mortar in the hardened state and did not positively modify the properties of attenuation to gamma radiation. - DissertaçãoEfeito da sílica coloidal nas propriedades mecânicas e microestrutura de argamassas de cimentoMorais, Pedro Guilherme Gomes de (2021-06-25)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A crescente demanda por novos produtos e a escassez dos recursos naturais, incentivam a investigação de materiais mais eficientes que possam oferecer novas e melhores propriedades. O uso de várias partículas sintetizadas por processos químicos se tomou, na última década, um dos métodos mais populares de criação de inovadores compostos de cimento. A incorporação de partículas sintetizadas pela abordagem bottom-up apresenta-se como uma viável alternativa que pode alterar a hidratação e a evolução da microestrutura de materiais a base de cimento, assim como melhorar a sua durabilidade devido ao empacotamento das partículas, promovendo um refinamento dos poros. O presente trabalho teve como objetivo investigar um método simples e econômico para obtenção de partículas de sílica a serem incorporadas em argamassas de cimento e avaliada sua influência em relação as suas propriedades fisico-químicas e mecânicas. As partículas coloidais de sílica (sílica gel) foram produzidas a partir de metasilicato de sódio pelo método de precipitação sol-gel com escalas micro e submicrométricas e caracterizadas por análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espetroscopia no infravermelho (FTIR). Além disso, ao efeito da dispersão das partículas na presença de um tensoativo não iônico e por ultrasonicacão foram estudadas através do potencial zeta e distribuição de tamanho. Nas argamassas estudadas foram realizados ensaios de trabalhabilidade no estado fresco e de resistência à compressão axial no estado endurecido. Os resultados mostram que as partículas de sílica modificaram a resistência à compressão axial das argamassas de cimento até a idade de 28 dias, consequentemente por tomar a estrutura mais densa. As argamassas com substituição de 1% e 2% de sílica gel por massa de cimento aos 1, 3, 7 e 28 dias gel apresentaram proeminentes modificações em comparação à argamassa de referência e incorporada com 10% de sílica ativa. O maior acréscimo aos 28 dias, foi de 85,65% para o teor de 1%, e acréscimo a 1 dia de 80,34% para teor de 2%.