Estudo das propriedades piezoresistivas de compósitos preparados com pré-dispersão de nanotubos de carbono em partículas de cimento

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Coelho, Isabela Domingues
• Tipo de documento: Dissertação
• 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: Carbono; Nanocompósitos (Material); Nanotubos; Nanotecnologia
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/280

A necessidade de demolição ou reparo de estruturas é uma situação recorrente na construção civil. Diante disso, vê-se a importância de um método acessível e eficiente de monitoramento estrutural para evitar prejuízos econômicos, ambientais e humanos. No presente trabalho são adicionados aos compósitos cimentícios materiais piezoresistivos, os nanotubos de carbono (NTCs), que possuem a capacidade de, sob uma deformação mecânica variar a sua resistência elétrica, possibilitando um monitoramento estrutural instantâneo, o que leva à detecção de possíveis falhas prematuramente. Desse modo, foram confeccionadas pastas de cimento e argamassas com adição de NTCs pré-dispersos em meio de isopropanol. Foi testado o método de secagem dos compósitos, o tipo de eletrodo, a frequência elétrica e carga mecânica aplicadas e o nível de saturação de água das amostras (100%, 50% ou 25% de umidade) ideais a fim de alcançar as melhores condições para o ensaio de piezoresposta. Foram realizados ensaios mecânicos (resistência à compressão e módulo de elasticidade), ensaios físicos (ensaio de densidade de massa), ensaios elétricos (medições de resistência elétrica) e de piezoresposta para análise dos parâmetros e caracterização do compósito. As conclusões do estudo apontaram como melhor método de secagem para as análises piezoresistivas a secagem ao ar livre e como eletrodo ideal, dentre os analisados, o de malha de aço inox por ter levado a menores valores de resistência elétrica. As propriedades mecânicas e físicas não sofreram significativas variações com a adição de NTCs nos compósitos. Os compósitos com teor de 50% de água apresentaram os melhores comportamentos piezoresistivos, sendo a argamassa o compósito com maior sensibilidade e melhor reversibilidade à piezoresposta. Foi observada também a possibilidade de detectar a abertura contínua de trincas por meio da análise da variação das medições elétricas (tensão e resistência elétricas).