Avaliação das propriedades mecânicas e reológicas de pastas de cimento com adição de óxido de grafeno

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Horta, Ricardo Augusto dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Grafeno - Oxidação; Nanotecnologia; Reologia; Cimento - Propriedades mecânicas; Compósitos de cimento
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/272

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.