Matriz cimentícia nanoestruturada: o papel da nanosílica e do óxido de grafeno nas propriedades mecânicas
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Tipo
Tese
Data de publicação
2024-02-05
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Brito , Igor da Silva
Orientador
Andrade, Ricardo Jorge Espanhol
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Bonturim, Everton
Pappalardo Junior, Alfonso
Daminelli, Bruno Luis
Ramirez, Bruna Niccoli
Pappalardo Junior, Alfonso
Daminelli, Bruno Luis
Ramirez, Bruna Niccoli
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
Os materiais cimentícios, como o concreto, são os mais utilizados pelo homem em sociedade, estando atrás apenas da água em termos de quantidade e volume. E como reduzir sua utilização não é uma alternativa viável do ponto de vista social, e industrial, é necessário prover uma estratégia que permita otimizar o seu desempenho mecânico e aumentar sua eficiência ambiental, contribuindo para reduzir o impacto das emissões de dióxido de carbono (CO2). Serão estudadas formulações para esse objetivo, que utilizem quantidades controladas e/ou reduzidas de cimento, uso de materiais suplementares e mais recentemente com o uso da nanotecnologia, os nanomateriais. Assim, através da engenharia de materiais e nanotecnologia, novas alternativas são possíveis, uma delas utilizada neste trabalho, o emprego do óxido de grafeno (GO), e nanosílica (NS) como ferramenta para o aumento da capacidade mecânica e multifuncional elevando assim, a eficiência no uso dos ligantes. Esta tese obteve sucesso nesses objetivos, formulando e produzindo matrizes cimentícias ternarias e quaternárias, formuladas com uso de materiais suplementares. Além disso, a concepção considerou o uso em conjunto com os nanomateriais de carbono, mitigando assim problemas com a dispersão destes em meio cimentício, de forma a se alcançar matrizes nanoestruturadas. Buscando através dessa estratégia aumentar o desempenho e a durabilidade, empregando o GO em duas versões, um simples e outra hibrida, no qual as folhas de GO foram recobertas com nanosílica (GO-NS), obteve-se assim os nanocompósitos a base de cimento. Para isso, o trabalho foi estruturado em 6 capítulos, divididos em três macro blocos que consistem em formular as matrizes de alto desempenho base utilizando a distribuição otimizada de partículas, no segundo, sintetizar os nanomateriais carbonáceos de estudo e no terceiro, fabricar os nanocompósitos cimentícios. A estratégia do trabalho possibilitou obter uma matriz nanoestruturada que simultaneamente exibe as características de elevada performance, ultrapassando os 100 MPa de resistência a compressão com diminuição de 16,30% do CO2 gerado por m³, sendo que esse desempenho foi alcançado utilizando 10% menos cimento que o traço referência.
Descrição
Palavras-chave
empacotamento de partículas , materiais cimentícios suplementares , emissão de CO2 , eficiência energética , nanocompósitos cimentícios , materiais nanoestruturados , GO , GO-NS